Utvecklingar som gör det möjligt att överge traditionell energi till förmån för alternativ

Det talas mycket om behovet av att få el från förnybara källor. De är miljövänliga och obegränsade att använda.

Vad hindrar alternativa energikällor från att helt ersätta traditionella mineraler idag? Detta hindras av ett antal ekonomiska, tekniska och politiska skäl. Den här artikeln diskuterar de tekniska skälen och utvecklingen som hjälper till att övervinna dem.

Alternativ energi representeras mest av sol- och vindkraftverk. De ger världen en stor del av ren el.

Det finns ett gemensamt problem för alla förnybara elektriska energikällor. Det är förknippat med behovet av att inte bara producera el utan också förvara den. När allt kommer omkring lyser inte solen på natten och det är inte alltid blåsigt.

Grovt sagt finns det ett behov av att skapa enorma batterier som kommer att samla energi om det är i överflöd och ge bort det om det inte räcker.

Det handlar om hur ett bilbatteri fungerar. När bilmotorn inte startas drivs alla elektriska apparater i bilen av ett batteri. När vi startar bilen blir batteriet från källan en konsument av el. Och generatorn blir källan, vars energi är tillräckligt för att ladda batteriet och för att driva enheterna. I vårt fall är generatorn solen eller vinden.

Men att samla el i industriell skala var inte alls lätt. En av metoderna som används är att konvertera el till vattenenergi. För detta byggs två reservoarer i olika höjder.

När det finns tillräckligt med el, pumpar pumparna vatten från den nedre behållaren till den övre. Och när det finns brist, släpps vatten ut i den nedre behållaren och passerar turbiner som är anslutna till elektriska generatorer. Konstruktionen av en sådan struktur kostar miljarder dollar, och energiförlusten under dess användning är mycket stor. Därför står forskare inför uppgiften att hitta ett nytt sätt att lagra energi.

Det här problemet kan lösas inom en snar framtid. Kemister har upptäckt en ny egenskap av vanadium, tack vare vilket ett vanadiumbatteri designades, som kan fungera utan kapacitetsförlust upp till 20 000 cykler. Men viktigast är att storleken på sådana batterier är nästan obegränsad. Före upptäckten användes vanadin i stålindustrin för att härda delar.

Ett hinder för utvecklingen av solenergi är fortfarande de höga kostnaderna för solpaneler. Detta beror på deras komplexa konstruktion, som kräver en pn-övergång, för att skapa ett konstant elektronflöde.

Efter många års forskning fann forskare från University of Pennsylvania en ny blandning som avger en elektronström från exponering för solljus utan pn-övergång. Spektroskopiska studier har visat att materialet kan avge elektroner från exponering för synligt ljus. Tidiga kända material uppvisade liknande egenskaper, endast från ultraviolett strålning.

Denna utveckling kommer inte bara att sänka kostnaden för solpaneler betydligt utan också öka konverteringsgraden. Eftersom konventionella solpaneler konverterar solenergi med en verkningsgrad på cirka 20%.

Indirekt kommer utvecklingen av alternativ energi att påverkas av en annan viktig händelse - upptäckten av de ryska forskarna Konstantin Novoselov och Andre Geim 2010 av nytt material - grafen. Det kan användas i modern elektronik.

All denna utveckling kan mycket väl förbättra metoderna för att få energi från förnybara resurser i en sådan utsträckning att utvinning av kol, gas och olja kommer att vara olämpligt.

5 ovanliga sätt att producera elektrisk energi

De bästa artiklarna om alternativa energikällor