Подборка перспективных идей альтернативной энергетики
|
|
Профессор Джерри Вудолл (США) открыл новый способ получения водорода из воды с помощью катализаторов на основе алюминия. Полагают, что этот процесс даст возможность разработать экономически конкурентоспособные технологии массового производства водорода для топливных элементов и двигателей внутреннего сгорания. То, что различные алюминиевые сплавы, заставляют воду разлагаться на кислород и водород, известно давно. В течение последних десятилетий было сделано немало попыток создать на их основе генераторы водорода. Однако такие сплавы, как правило, содержат добавки в виде редких и очень дорогостоящих металлов, что сильно повышает себестоимость конечного продукта. Кроме того в процессе реакции металл быстро окисляется и теряет каталитические свойства. Поэтому для создания эффективных водородных генераторов этого типа необходимо было найти способ уничтожать окисные пленки или не допускать их возникновения Разработчики нового метода утверждают, что им удалось преодолеть эти трудности. Их технология основана на химической реакции, которую еще 40 лет назад открыл руководитель коллектива. Джерри Вудолл. В 1967 г он случайно заметил, что горячий жидкий сплав алюминия и галлия при контакте с водой вызывает бурное образование водорода. Тогда этот результат его не слишком заинтересовал, поскольку для нагрева сплава требовалось слишком много энергии. Однако в ходе последующих исследований. Вудолл обнаружил, что вода хорошо разлагается, если ее пропускать через слой мелких твёрдых гранул изготовленных из этого сплава. При этом галлий выполняет двойную роль. С одной стороны он усиливал реакционную способность алюминия, а с другой - препятствует возникновению оксидных пленок. Возникающая окись алюминия просто смывается с поверхности гранул и накапливается в отстойнике. Очень важно, что при этом не образуегся никаких токсичных веществ. Профессор Вудолл полагает, что со временем автомобили можно будет заправлять обычной водопроводной водой, которая затем будет поступать в водородный газогенератор. По его расчетам, общий вес алюминиево-галлиевых гранул, обеспечивающих горючее для легкового автомобиля среднего размера, составит не более 160 кг |
|
|
|
Изобретатели из Дагестанского государственного университета озаботились экономией энергии и создали солнечный коллектор на основе тепловой трубы (пат. 2312276). Ведь тепловые трубы как высокоэффективные теплопередающие устройства, работающие по замкнутому испарительно конденсационному циклу,находят все более широкое применение в различных отраслях промышленности и в энергетике. Конструкция нетрадиционного источника энергии довольно проста. Это емкость для жидкости с прозрачным ограждением, заполненная низкокипящим теплоносителем (фреоном 113 или водоаммиачным раствором). Плюс емкость для пара с теплоизоляционной крышкой и теплообменником. Обе емкости соединены трубой и переливной трубкой для движения пара и конденсата. В жидкостной емкости, которая имеет крышку-отражатель, есть контейнер с фазопереходным теплоаккумулирующим материалом. Авторы предлагают использовать для этой цели парафин с температурой плавления 46°С. Для снижения тепловых потерь и снижения тепловых потерь и повышения КПД емкости снаружи покрыты теплоизоляционным материалом. Коллектор работает по принципу тепловой трубы. Солнечное излучение, проходя через прозрачное ограждение, разогревает фреон. Он начинает кипеть в емкости и трубе. Образовавшийся пар движется вверх по трубе и через узкую щель проходит в паровую емкость, где конденсируется в теплообменнике и по переливной трубке возвращается в испарительную емкость. Открытая крышка-отражатель служит экраном для усиления и концентрирования солнечных лучей. Ночью и в пасмурные дни ее закры вают для снижения тепловых потерь. Конструкция позволяет увеличить теплоаккуму лирующую способность за счет фазопереходного материала в жидкостной емкости. Использование тепловых труб как в энергетике, так и в ЖКХ может быть весьма эффективным. Ведь на многих промышленных предприятиях значительное количество теплоты, выделяемой при технологических процессах, просто выбрасывается в окружающую среду. |
|
|
|
Даже если не принимать в расчет высокую себестоимость электричества, получаемого из солнечного света, дуновения ветра или движения волн, системы альтернативной энергетики обладают неискоренимым недостатком — зависимостью от погоды. Ветер дует то сильно, то слабо, облака закрывают Солнце, на море штиль сменяется штормом. Энергетики же к таким капризам не привыкли. Чтобы совместить альтернативную и действующую энергосистемы, нужно звено, которое смогло бы сглаживать пики и провалы в выработке электричества. По мнению ученых из Центра солнечной энергетики и исследований водорода в Баден-Вюртемберге, самый лучший способ — использовать альтернативные источники для производства горючего газа. Схема такова: электричество, выработанное ветряком или солнечной батареей, идет на электролиз воды, водород реагирует с углекислым газом и получается метан. Его-то и запускают в хорошо развитую сеть газопроводов и газовых хранилищ, а затем используют по назначению. «КПД такого преобразования — 60%, но это лучше, чем ничего», — говорит сотрудник центра доктор Михаэль Шпехт. Свою идею немецкие ученые собираются поверить на деле и к 2012 году построить солнечно-газовую станцию мощностью 10 МВт. |
|
|
|
Полупроводниковые фотоэлементы на кремниевой основе преобразуют солнечный свет в электрический ток (ИР, 2, 10, 2-я с. обл.). Однако серийные солнечные панели этого типа обычно рассеивают не меньше трети общего потока солнечного излучения. В Ренсселаарском политехническом институте (штат Нью-Йорк) профессор физики Шон-Ю Лин и члены его команды разработали многослойное покрытие для солнечных панелей, содержащее наностержни из двуокиси кремния и двуокиси титана. Покрытие резко увеличивает количество солнечной энергии, захватываемой панелями, и обеспечивает поглощение во всем диапазоне спектра этого излучения. Другим не менее важным достоинством покрытия является то обстоятельство, что коэффициент поглощения падаю- щего излучения мало зависит от угла наклона солнечных батарей (или положения солнца на небе). Семь слоев, составляющих новое покрытие, каждый из которых толщиной от 50 до 100 нм, отличаются наклоном наностержней. Вместе они работают как густой лес, не пропускающий солнечный свет. Изобретатели отмечают, что новое покрытие может быть нанесено практически на любой фотовольтаический материал, используемый в*качестве фотоэлементов солнечных батарей, включая многослойные и даже теллурид кадмия. Нанопокрытие позволяет довести коээфициент поглощения солнечного света до 96,21%, так что на долю потерь остается меньше 4%. |
|
