Metal u prahu mogao bi zamijeniti fosilna goriva i eliminirati emisiju stakleničkih plinova

Jedan od osnovnih problema zamjene fosilnih goriva u modernoj industrijskoj ekonomiji je poteškoća u pronalaženju zamjenskih goriva za ugljen, naftu i prirodni plin. Novo izvješće istraživača sa Sveučilišta McGill sugerira da bi metalna goriva u prahu mogla biti učinkovita zamjena za fosilna goriva na koja se trenutno oslanjamo, istovremeno smanjujući emisije ugljika i troškove okoliša.

Prema profesoru Jeffreyju Bergthorsonu, porast obnovljive energije hvalevrijedan je, ali rješava samo dio problema. Ni solarna ni vjetar ne daju dovoljno električne energije za izravnu vožnju automobila, a još manje teretnjak. Tehnologija baterija može donekle popuniti tu prazninu, ali povijesna poboljšanja baterija jednostavno ne rastu dovoljno brzo da bi se taj jaz ispunio. Kao što prikazuje grafikon u nastavku, gustoća energije baterije popravila se samo za otprilike 3% godišnje od 1910. godine.



Kapacitet baterije tijekom vremena.

Kapacitet baterije tijekom vremena. Ne dopustite da vas skokovi zavaraju - dugoročni je trend prilično nizak.

Bez masovnog i neočekivanog poboljšanja Li-ion tehnologije, potrebno je još nešto. Unesi metalna goriva u prahu.

Pow (d) suvremena ekonomija?

Prvo, dobre vijesti: Za razliku od Li-ion baterija, koje imaju apsolutno mizernu gustoću energije bez obzira mjerite li težinu ili volumen, energetska gustoća metala u prahu po litri zaostaje za bilo kojim konvencionalnim gorivom. Zrna praha koja su u pitanju bila bi sasvim sitna - otprilike ekvivalent brašnu - a sami motori oslanjali bi se na vanjsko izgaranje. U motoru s unutarnjim izgaranjem širenje plinova izravno primjenjuje silu na dijelove motora - motor s vanjskim izgaranjem sadrži tekućinu koji se zagrijava vanjskim izvorom. I Stirlingovi motori i parni strojevi su motori s vanjskim izgaranjem, iako prvi mogu biti daleko učinkovitiji od drugih.



U teoriji bi motori u prahu imali značajne ekološke prednosti u usporedbi s konvencionalnim fosilnim gorivima. Sam metal potencijalno se može reciklirati (slika u nastavku je iz zasebne priče iz 2005. godine, ali obuhvaća teoretski postupak recikliranja):

trčanje_na_ željezu

Glavna najava iz McGilla danas je da je njegov istraživački tim pokazao da se stabilan plamen može održati u protoku metalnih čestica suspendiranih u zraku. Tim piše da se 'predviđa da će gustoća energije i snage predloženih toplinskih strojeva s metalnim gorivom biti blizu trenutnim motorima s unutarnjim izgaranjem na fosilna goriva, što ih čini privlačnom tehnologijom za buduće društvo s niskim udjelom ugljika.'



Unatoč stvarnom potencijalu metala u prahu, postoje neke značajne prepreke za ulazak na koje se McGill-ov PR zapravo ne bavi. Prvi je problem taj što su metali u prahu prilično učinkoviti u smislu specifične energije po litri, ali se uopće ne uspoređuju u smislu specifične energije po kilogramu. To se posebno odnosi na željezo koje se često pluta kao zamjenski izvor goriva zahvaljujući obilju i niskoj cijeni. Ostali metali, poput aluminija, nevjerojatno su eksplozivni u prahu i nisu mogućnost stabilnog izgaranja.

goriva_budućnosti

Drugi problem s predloženom upotrebom metala u prahu kao primarnog izvora goriva jest taj što bi bila potrebna velika infrastrukturna ulaganja u tešku rudarsku opremu - ulaganja koja sama po sebi ne bi bila ugljično neutralna. Doduše, to je točno bez obzira na pristup koji zauzimamo, budući da ni litij nije baš ugljično neutralan - ali procesi potrebni za pretvaranje željezne rude u sitnozrne čestice potrebne za njezinu upotrebu kao gorivo zahtijevali bi dodatnu energiju a iznad jednostavno taljenje. Istraživački tim se time uopće ne bavi, osim da napominje da 'neke nove tehnike mogu izbjeći emisije ugljičnog dioksida povezane s tradicionalnom proizvodnjom željeza korištenjem ugljena.'

U slobodnom prijevodu to znači: 'Nitko nije smislio kako to učiniti na troškovno konkurentan način.' Vidjeli smo slične probleme s vodikovim gorivnim ćelijama. Iako se vodik teoretski može proizvesti elektrolizom vode koristeći energiju dobivenu iz obnovljivih izvora, to nije ni izdaleka konkurentno. Vodik korišten u vozila s gorivim ćelijama danas se ono malo što obično dobije reformacijom prirodnog plina - odlučno ne-ugljično neutralnim postupkom.

Jedna od suštinskih poteškoća pokušaja pronalaska boljih alternativa postojećoj infrastrukturi je ta što se mnoga poboljšanja odnose samo na jedan aspekt ukupnog ekosustava. U idealnom slučaju, čak se i ovaj skromni napredak može koristiti za smanjenje utjecaja cijelog sustava na okoliš - ali prečesto se troškovi i poteškoće preusmjeravaju na druga područja.

Metal u prahu ima nekoliko zanimljivih prednosti, a mogao bi pružiti alternativu u određenim slučajevima upotrebe - ali teško je zamisliti da se tehnologija u ovom trenutku pojavljuje kao ozbiljan kandidat. Nakon svega, GM je jednom pokazao (i pouzdano predviđali) da će vozila prijelaz u stoljeće raditi na ugljenoj prašini u konzistenciji brašna ili čak ukapljenog ugljena.

Budućnost je sada! Osim ako nije

Budućnost je sada! Osim ako nije.

Do sada to nije baš uspjelo.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com