https://bodybydarwin.com
Slider Image

L’evaporació dels llacs podria ajudar al país, dia i nit

2022

Quan la conversa es dirigeix ​​a fonts d'energia renovables netes, l'evaporació no sol ser el primer que es produeix, encara que fins i tot es produeix.

No obstant això, els científics creuen que l'evaporació dels llacs i embassaments dels Estats Units podria generar gairebé el 70% de la potència que produeix la nació ara. Encara millor, podria satisfer la demanda tant de dia com de nit solucionant els problemes d’intermitència que plantegen el solar i el vent.

"L'evaporació es produeix dia i nit, va dir Ahmet-Hamdi Cavusoglu, un estudiant graduat a la Universitat de Columbia i autor principal d'un nou estudi publicat a la revista Nature Communications que calculava el possible impacte futur de l'evaporació com a font d'energia renovable." Controlant l’evaporació, podem emmagatzemar i controlar la sortida d’energia, cosa que ens permetrà proporcionar una energia fiable a la demanda sense necessitat de bateries i altres mètodes d’emmagatzematge d’energia. "

Ozgur Sahin, biògraf de Columbia i autor principal del paper, ha desenvolupat una tecnologia que utilitza espores del inofensiu bacteri B. subtilis per a absorbir i alliberar aigua quan canvia la humitat relativa de l’aire circumdant. A alta humitat, les espores agafen aigua i s’expandeixen, i a poca humitat alliberen aigua i es contrauen. "En aquest procés, actuen com un múscul, va dir ell. Són músculs molt eficaços i és possible muntar espores en materials més grans que es mouen i generen força quan canvien els nivells d'humitat".

La màquina, desenvolupada per laboratori Sahin s, controla la humitat amb persianes que s’obren i tanquen, provocant que les tires de plàstic recobertes d’espores s’expandisquen i es contreguin. Quan es tanquen les persianes, l’evaporació de la superfície de l’aigua augmenta el nivell d’humitat per sota de les persianes, provocant que les tires recobertes d’espores s’allarguin, va explicar ell. El moviment de la tira obre les persianes, la qual cosa redueix els nivells d’humitat deixant que la humitat surti. El cicle s'aconsegueix quan les tires recobertes d'espores s'escurcen i tanquen les persianes. Com que el procés és cíclic, les tires recobertes d’espores s’allarguen i s’escurcen repetidament.

L’extrem mòbil de les tires està connectat a un generador, que produeix electricitat. "Tenim la tecnologia per aprofitar l'energia del vent, l'aigua i el sol, però l'evaporació és tan potent com va dir Sahin. Ara podem posar un número en el seu potencial."

La tecnologia també té un potencial per estalviar aigua. L’estudi va estimar que la meitat de l’aigua que s’evapora naturalment dels llacs i embassaments a l’atmosfera es va poder conservar durant el procés, que suposa al voltant de 25 bilions de galons anuals, o aproximadament una cinquena part de l’aigua que consumeixen els nord-americans.

Sahin va afegir que la conservació de molta aigua tindria poc impacte en els patrons meteorològics. Fins i tot si es desplegués a gran escala, la seva tecnologia no reduiria significativament la humitat atmosfèrica que posteriorment es traduirà en pluges fortes perquè precipitació i humitat són imposades majoritàriament per l'oceà, va dir.

Klaus Lackner, físic de la Universitat de l’Estat d’Arizona no implicat en l’estudi, està desenvolupant arbres artificials que treuen diòxid de carboni de l’aire, en part mitjançant l’evaporació. L´evaporació té el potencial de fer molta feina ?, va dir Lackner. It és bo veure que els cicles d’assecat i humit també es poden utilitzar per recollir energia mecànica.

A l’hora de calcular la sortida potencial d’evaporació, els autors van limitar els seus càlculs als Estats Units, on es troben fàcilment disponibles les dades d’estacions meteorològiques, i van excloure àrees com terres de conreu, rius, Grans Llacs i litorals per evitar errors associats a modelar interaccions més complexes.

Per cert, el treball dels investigadors continua sent experimental i limitat al laboratori. Tanmateix, "si la tecnologia es pot fer eficient i escalar a la mida d'un camp de futbol, ​​es podria fer un ús generalitzat de l'evaporació com a font d'energia", va dir Sahin. "Hi ha molts d'aquests masses d'aigua utilitzats per agricultors, municipis i agències de gestió de l'aigua", que poden proporcionar fonts d'evaporació a més de masses naturals d'aigua. A més, atès que molts dels materials utilitzats són biològics i es poden cultivar fàcilment, probablement la maquinària no seria gaire costosa, va afegir.

Un dels seus avantatges principals és la capacitat de produir energia només quan sigui necessari. El sol i el vent, en canvi, requereixen bateries de seguretat quan el sol no brilla o el vent no bufa. A més, les bateries no són barates i sovint estan fabricades amb materials tòxics.

"La demanda d'electricitat humana varia estacionalment i va dir Cavusoglu diàriament." Utilitzem més energia durant l'estiu i utilitzem més energia a la tarda quan la gent torna a casa de la feina. Tanmateix, la disponibilitat d’energia eòlica i solar no coincideix amb la nostra demanda. Aquesta necessitat d’energia a la demanda és important per a la nostra vida diària, des d’encendre les llums als hospitals fins deixar-nos fer servir Netflix a casa ".

Com que l’evaporació aporta més energia en temps càlid i sec, estats propensos a la sequera com Califòrnia, Nevada i Arizona podrien beneficiar-se molt de la tecnologia. "És interessant que moltes zones d'aire sec tinguin alguns llacs o grans masses d'aigua", va dir Sahin. Per exemple, el riu Colorado i els grans llacs formats per preses, com el llac Mead, el llac Mohave, el llac Powell i el llac Havusu.

Tot i així, "si no hi ha masses d'aigua o altres superfícies humides, l'evaporació serà insignificant i aquest concepte no funcionarà", va afegir. "No obstant això, fins i tot en aquesta situació, es podrien aprofitar les variacions diàries de la humitat relativa per generar energia."

Fa uns quants anys, el laboratori de Sahin també va desenvolupar un motor impulsat per evaporació alimentat per pistons que genera electricitat provocant l'encesa d'una llum i un motor rotatiu que condueix un cotxe en miniatura. Els científics ara treballen en la millora de l’eficiència energètica dels seus materials i planegen provar el seu concepte en un llac, un dipòsit o un hivernacle on la tecnologia tant pugui conservar aigua com crear energia.

"Avui, una nova expansió de les tecnologies d'energies renovables afronten molts reptes tècnics i no tècnics", va dir Sahin. "Una tecnologia d'energies renovables basada en l'evaporació podria complementar bé les existents oferint una alternativa més adequada en un lloc determinat o generar energia quan les altres tecnologies d'energia renovable no puguin."

Marlene Cimons escriu per Nexus Media, una redacció sindical que cobreix clima, energia, polítiques, art i cultura.

Com guardar i emmagatzemar les fotos abans que les esborri Flickr

Com guardar i emmagatzemar les fotos abans que les esborri Flickr

Aquestes criatures són intel·ligents, juguesques i increïblement alienes

Aquestes criatures són intel·ligents, juguesques i increïblement alienes

Des de tornados a petons: vuit llibres de ciències per veure aquest mes

Des de tornados a petons: vuit llibres de ciències per veure aquest mes