Самые неожиданные источники энергии будущего
Люди не устают искать новые и, причем дешевые источники энергии. Такие, чтобы находились у нас «под ногами», а производство можно было организовать чуть ли не у себя дома, да еще и без особых усилий. Целый ряд очень неожиданных, а иногда и довольно странных источников энергии уже найден.
Говорят, что в будущем они спасут мир. Может быть. В их поисках народные умельцы готовы залезть даже в… Но обо всем по порядку.
Энергия из водорослей
О том, что водоросли могут давать энергию, вы возможно уже слышали. В океанических микроводорослях содержится достаточное количество сахаров и крахмала. Но для получения энергии их нужно очень много, а значит, водоросли необходимо модифицировать. Пока биологи только ищут такие способы. Для получения биотоплива путем фотосинтеза нужно интегрировать в водоросли и бактерии «генетические цепи». Ученые объясняют, что они хотят изменить систему впитывания света микроорганизмами. По их мнению, это увеличит эффективность производства биотоплива.
Ятрофа куркас
Из насыщенных маслом семян растения ятрофа куркас можно изготавливать биодизель. Растение неприхотливо, а потому засушливые районы с преобладанием песка ему не страшны. За ним не нужен особый уход, но у ятрофы есть и свои минусы. Его семена прорастают трудно и потому ученые пытаются тоже модифицировать ятрофу. Если удастся вырастить сверхвыносливое растение, тогда несложно будет наладить производство биотоплива для автомобилей. Но пока это только теория.
Табак на биотопливо
Из листьев табака можно делать не только сигареты. Генномодифицированный табак вполне пригоден для биотоплива. Агроинженеры установили, что смогут модифицировать в нем определенный ген, чтобы увеличить содержание крахмала на целых 700%. В производстве биотоплива это повысит выход сахаров на 500%.
Кстати, этот метод модифицирования можно использовать при выращивании других сельскохозяйственных культур, например, свеклы. И тогда содержание сахара в ней увеличится в разы.
Сахарные батареи
Выработка электроэнергии путем расщепления сахара один из новейших методов. В качестве топлива используется глюкоза.
На 234-м ежегодном собрании Американского Химического общества инженерами компании Sony была представлена такая сахарная биобатарейка. А годом ранее научному сообществу свою сахарную батарейку продемонстрировали ученые из Сент-луисского университета. Работает она за счет процесса разложения микроорганизмов и служит в несколько раз дольше обычной литиевой батарейки. А недавно был построен прототип ферментативного топливного элемента, имитирующего поведение биологических систем, которые преобразуют глюкозу в энергию.
Сахарные батареи могут найти применение в разных областях: от электроники до вооруженных сил. Кроме того, что они доступные и многоразовые, они еще и биоразлагаемы, а потому проблем с их утилизацией не возникнет.
Супердрожжи
Биолог На Вэй со своими коллегами обнаружил, что генномодифицированные дрожжи могут переваривать грубую волокнистую ксилозу в растениях. Это та часть растений, которая всегда идет в отходы, потому что создает подходящую токсичную для микробов среду. Однако усовершенствованные дрожжи в действительности смогут расщепить ее на химические компоненты. А из них потом можно «готовить» биотопливо.
Кукурузное просо
С количеством такого биоматериала, как просо прутьевидное, проблем не возникнет. Оно растет быстро и разрастается также стремительно. Если в просо добавить парочку новых генов от кукурузы, количество крахмала в нем увеличится. И, таким образом, преобразовать его в топливо станет делом несложным. А если удастся полностью избавиться от цветения, это решит проблему с его разрастанием, что для сельского хозяйства будет крайне полезно.
Гидроуголь и биоуголь
Этот процесс называется «гидротермальной карбонизацией». При нем растительные отходы, то есть биомасса, смешивается в реакторе с водой под воздействием тепла и давления. Полученную таким методом суспензию прессуют и высушивают для получения гидроугля. Если при процессе преобразования не используется вода, тогда получается биоуголь. Его потом можно использовать для обогрева как самое обычное ископаемое.
Искусственный фотосинтез
Исследователи из Калифорнийского технологического института серьезно занимаются разработкой искусственного фотосинтеза. Они хотят наладить производство синтетического молекулярного механизма, который используют растения для преобразования воды и света в энергию. Это похоже на панели солнечных батарей, но в пластиковом корпусе, сделанном из тонких мембран, которые состоят из полупроводниковых материалов. Пропуская через устройство воду и свет, можно вырабатывать углеводороды и жидкий водород.
Гелиоэлектростанции
Японцы по-прежнему занимают лидирующие позиции в изобретательстве. Они собираются использовать космические гелиоэлектростанции для получения солнечной энергии. Эта идея посетила их светлые умы из-за того, что солнечная энергия в пасмурную погоду становится недоступной, а способов ее хранения еще не придумали.
Специалисты из японского аэрокосмического агентства JAXA говорят, что первые экспериментальные гелиостанции будут небольших размеров. Но они уже пообещали энергетический переворот в будущем.
Уже к 2030 году планируется «повесить» на высоте 36 000 км систему из солнечных батарей, которая будет круглосуточно передавать на Землю накопленную энергию. Японцы утверждают, что подобная гелиоэлектростанция сможет получать солнечной энергии в восемь раз больше, чем такая же земная. Польза для землян очевидна. Но в будущем космическая электростанция будет снабжать солнечной энергией космические зонды и корабли, в какой бы точке Солнечной системы они не находились.
Проточные редокс-аккумуляторы
Это такие батареи, которые умеют запасать энергию при помощи окислительно-восстановительных реакций. Их используют в автотранспортных средствах. Батареи эти называют вечными, так как их энергия находится в электролите, который нужно просто вовремя менять. Похожи они на топливные элементы. А работают не на потреблении топлива, а на обратимых электрохимических реакциях.
Энергия из канализации
Удивлению нет предела, особенно когда понимаешь, что энергию научились добывать даже из… фекалий. А зачем такому «добру» пропадать? Его много, выращивать ничего не нужно, да и денег на заготовки тратить тоже не требуется.
Есть несколько методов создания биотоплива из канализации. Самый распространенный – это газификация. Отходы сначала сушат, а затем при нагревании выделяется газ, который в свою очередь сжигается. Вот вам и энергия. Еще один способ разработали южнокорейские ученые. Они создали процесс, при котором липиды внутри отходов нагреваются вместе с метанолом и диоксидом углерода. Таким образом, 98% липидов удается преобразовать в биодизель. Этот метод довольно дешевый, так как канализаций у нас хватает. Правда, их нужно будет сначала модернизировать.
Энергия из… урины
Да-да, даже из урины, оказывается, тоже можно добывать энергию. Этот метод называется «уриноэнергетикой». Микроорганизмов в моче разводится бесчисленное количество. Именно они, как вы уже поняли, и являются той необходимой средой, которая используется для выделения энергии. Ученые заняты разработкой топливных элементов, в которых сами микробы будут преобразовывать мочу в энергию. Получит этот метод развитие или нет – дело пока не ясное. Как, впрочем, и предыдущий вариант.
Жир аллигаторов
Химики из Луизианы придумали использовать жир аллигаторов для получения биотоплива. А дело в том, что в нем много липидов, а значит, это идеальное средство для получения энергии. В некоторых странах аллигаторов употребляют в пищу, а жир идет в отходы. Их целые тонны. Так что крокодилы тоже могут быть полезными человечеству.
Все эти методики очень даже неожиданны. Но это наверняка не предел.
