Новые научные открытия позволили усовершенствовать биотопливо, повторно использовать израсходованную энергию, получать больше мощности от солнечных панелей и даже передавать электричество по всей комнате без использования проводов. Предлагаем узнать о четырех изобретениях, обладающих неимоверным потенциалом для улучшения нашей жизни и принципиального изменения методов генерирования и использования энергии.
На энергии хвойных деревьев
Ученые из Соединенных Штатов скрестили ель с кишечной бактерией, накормили получившееся говяжьим бульоном и в результате получили необычайно высокооктановое ракетное топливо.
Сочетание генетической инженерии и микробиологии открыло новые методы производства биотоплива для военной авиации и космической промышленности. Памела Перальта-Яхья и ее коллеги из Технологического института Джорджии заявили, что еще немного – и их новая технология предоставит высокоэнергетический бензин, соответствующий ракетному топливу JP-10. Это высокооктановое соединение, продающееся по цене около 7 долларов США за литр, так как из одного барреля сырой нефти можно получить лишь крохотные объемы этого топлива.
Ученые заявили, что их методика позволила произвести в шесть раз больше пинена, чем в результате других способов производства биотоплива. Пинен – это ароматическое химическое вещество, вырабатываемое деревьями хвойной породы. Он является прекурсором для JP-10, а его химическая формула также C10H16.
Исследователи разработали кишечную палочку с ферментами двух североамериканских сосен и пихты великой (Abies grandis), после чего разместили эти микроорганизмы на чашках с говяжьим бульоном. В результате получилось 32 миллиграмма пинена на литр.
Чтобы конкурировать с топливом JP-10, ученым необходимо улучшить методику в 26 раз. По их словам, эта задача сложная, но посильная.
Горячо и холодно
Еще одним примером изобретательности в лабораторных исследованиях и научного подхода является работа профессора Меркури Канацидиса из Северо-Западного университета США, который начал экспериментировать с кристаллической формой селенида олова и обнаружил, что это соединение обладает поразительным термоэлектрическим потенциалом.
Термоэлектрические материалы очень плохо проводят тепло, являясь в то же время отличными проводниками электричества. Большая часть энергии тратится в виде тепла, отводимого от двигателей внутреннего сгорания или угольных силовых генераторах. Таким образом, открытие доказывает, что потраченное впустую тепло можно сохранить и превратить в электричество.
Оценка эффективности термоэлектрических устройств предполагает множество высокоспециализированных расчетов с использованием безразмерного коэффициента ZT, и на данном этапе исследователи заявили, что при 650°C их кристалл селенида демонстрирует самое высокое значение ZT.
Образец крайне плохо проводит тепло, а потому один его край можно нагреть, и он сбережет жар, тогда как другой останется холодным. И так как тепло не рассеивается, оно остается сконцентрированным и может использоваться повторно для производства дополнительных объемов электричества.
«Хороший термоэлектрический материал имеет значительный вес как в коммерции, так и в научной сфере, - подчеркивает ученый. – Достаточно превратить даже небольшие объемы израсходованной энергии в полезную – и материал покажет свою ценность».
Солнечные панели без блеска
Пока американские исследователи разрабатывают более мощное биотопливо и находят неожиданные термоэлектрические свойства у относительно распространенных материалов, их британские коллеги обнаружили способ удаления блеска солнечных панелей.
Большие площади солнечных панелей сталкиваются с проблемой – блеск поверхности. Ученые из Университета Лафборо в Великобритании изобрели многослойное противоотражательное покрытие, способное уменьшить отблеск от фотовольтаических панелей, повышая в то же время их эффективность.
Стеклянная поверхность отражает 4 процента света, попадающего на нее, а потому стойкое к механическим повреждениям и долговечное покрытие из оксида циркония и диоксида кремния фактически улучшит выработку энергии на 4 процента.
Беспроводное электричество
Другие исследователи занимаются поиском инновационных путей доставки энергии потребителям.
Ученые Корейского ведущего научно-технического института сообщили об изобретении двухполюсного колебательного контура, способного передавать электричество на расстояние пяти метров и обеспечивать энергией, например, большой LED-телевизор и три 40-ваттных вентилятора.
Пока что технология является дорогостоящей и остается на самых ранних этапах развития. Но авторы возлагают на нее большие надежды.
«Сегодня имеется множество Wi-Fi зон, и в конечном итоге мы получим аналогичные электрические зоны в таких местах, как рестораны и пешеходные улицы, которые обеспечат электронные устройства беспроводным источником электричества», - уверен профессор ядерной и квантовой инженерии Чун Рим. – Мы сможем использовать устройства повсюду, не подключая путаницу проводов, и в любое время, не заботясь о необходимости заряжать аккумуляторы».
