Dario
Nedavno otvorena zgrada sa 2100 četvornih metara kod Frankfurta u Njemačkoj sastoji se od niza laboratorija u kojima se simuliraju pustinjske vrućine, kišni dani ili polarne temperature tako hladne da lome metal. Simuliraju se i sve druge loše vremenske prilike između tih ekstrema koje bi se mogle dogoditi. Ta je zgrada treća po redu od 2008. godine koju je američka tvrtka Underwrites Laboratories sagradila kao centar za testiranje solarnih panela.Underwrites Laboratories osnovala su krajem 19. stoljeća osiguravajuća društva koja su tražila način da spriječe sve širu pojavu požara u početku nove ere elektrifikacije pomoću sigurnosnog certificiranja novih električnih proizvoda. I više od sto godina kasnije, Underwrites Laboratories radi upravo to isto, samo sada sa solarnim panelima, čiji je broj primjerice u SAD-u vrtoglavo porastao sa 20 000 instaliranih panela u 2000. godini, na preko 520 000 panela u 2008. godini. „U SAD-u kuće gradimo od goriva (drveta). Onda na krov postavimo ove solarne panele", kaže Keith Williams, izvršni direktor Underwrites Laboratoriesa. „Sada se najviše bavimo sigurnosnim testiranjem solarnih panela i drugih instalacija, kao i sa električnim komponentama koje će spajati panele na kuću i električnu mrežu." To ne znači da ti paneli nisu sigurni, nego samo da barem predstavljaju prijetnju od požara ukoliko se nepravilno priključe. Uz to, Underwrites Laboratories testira te uređaje i na otpornost prema najstrožim uvjetima kućnog korištenja. To znači ispaljivanje okruglih komada leda iz zračnog pištolja čime se oponaša tuča, pečenje panela na temperaturama do 90 stupnjeva Celzija te zasljepljivanjem koncentriranim jakim reflektorskim svjetlom kako bi se pojedini dijelovi panela izložili vrućini i termalnom stresu. Između ostaloga, panele se podvrgava kiši i velikoj vlazi, a poslije toga slijedi smrzavanje na -40 stupnjeva Celzija, iako je malo vjerojatno da će se to u stvarnosti zaista dogoditi, kako bi se ustanovilo hoće li se panel slomiti i puknuti uslijed smrzavanja vode i njezinog širenja. Puna serija testova provodi se tijekom šest mjeseci i košta oko 50.000 dolara za tvrtke koje žele da se njihovi proizvodi certificiraju. „Žele se dobiti testovi koji će ispitati proizvod na način na koji će uglavnom proteći njegovo normalno korištenje", kaže Williams, „te tako želimo biti sigurni da će u normalnoj upotrebi i nekim predvidljivim ekstremnim uvjetima proizvod zadržati svoja sigurnosna svojstva." Razni proizvođači solarnih panela već su dali testirati svoje proizvode kako bi ih pripremili za prodaju u SAD-u. Međutim, taj certifikat ne jamči potpunu sigurnost. Tako su i uređaji koje je certificirao Underwrites Laboratories bili uključeni u incidente u SAD-u. Ali, požari na solarnim instalacijama većinom su bili izazvani bilo zbog problema s loše izvedenim priključivanjem na kućne instalacije, bilo zbog neprimjerene kvalitete kućnih električnih instalacija, potvrđuje izvješće kalifornijske udruge proizvođača solarne tehnologije California Solar Energy Industries Association. Underwrites Laboratories u američkoj saveznoj državi Sjeverna Carolina također vodi obuku za inspektore električnih instalacija i druge građevinske inspektore kako bi znali što trebaju tražiti prilikom ispitivanja kućnih solarnih instalacija.Underwrites Laboratories uz navedeni laboratorij u Frankfurtu vodi takve laboratorije u San Joseu u SAD-u i Suzhou u Kini, a planira otvaranje još dva slična laboratorija za testiranje u Osaki u Japanu i Bangaloreu u Indiji. Ovaj zadnji testirat će još jedan proizvod solarne tehnologije vrlo zanimljiv zemljama u razvoju: solanu pećnicu. „U Indiji već postoji tržište za solarne kućanske uređaje", primjećuje Williams. „Vjerujemo da će to tržište rasti. U velikim dijelovima svijeta mali, samostojeći solarni uređaji – bilo za kuhanje ili zagrijavanje vode – mogu biti vrlo važni."
www.znanost.com
Objavljeno u
Energijske tehnologije
Označeno u
Vodik se danas koristi prvenstveno za proizvodnju kemikalija, ali mu se predviđa blistava budućnost kao goriva za vozila u spoju sa gorivim ćelijama. Kako bi se povećala proizvodnja vodika, a na ekološki prihvatljiv način, u šumski ili kućni otpad dodaju se bakterije slično kao kod proizvodnje bioplina. Problem kod ove metodologije niski je prinos vodika. Međutim, znanstvenici su po prvi puta proučavali bakteriju otkrivenu u novije vrijeme koja proizvodi dvostruko više vodika nego bakterije koje su se dosad koristile u tim procesima. „Postoje tri važna razloga zašto ove bakterije, nazvane Caldicellulosiruptor saccharolyticus, proizvode više vodika od ostalih. Jedan je taj da su se prilagodile niskoenergetskom okruženju, zbog čega su razvile visokoučinkovit sustav prijenosa ugljikohidrata i sposobnost razbijanja teško dostupnih dijelova biljke pomoću enzima. To na kraju dovodi do veće proizvodnje vodika. Drugi razlog je da mogu izdržati više temperature nego mnoge druge bakterije. Što je viša temperatura, može se proizvesti više vodika", zaključuje Karin Willquist, istraživačica na doktorskom studiju na Sveučilištu u Lundu koja će uskoro o tome braniti disertaciju. Treći razlog jest taj da bakterije CS mogu proizvoditi vodik čak i u nepovoljnim uvjetima, kao što je proizvodnja pod pritiskom koja je nužna ako želimo financijski isplativu proizvodnju vodika. S druge strane, bakterije ne podnose visoke koncentracije soli ili vodika što uzrokuje smanjenje proizvodnje vodika. Kada se vodik koristi kao energent, primjerice kao automobilsko gorivo, jedini je nusproizvod voda. Međutim, budući da je za proizvodnju vodika konvencionalnom metodom potrebna velika količina energije, vodik još uvijek nije ekološki energent. Danas su uobičajeni načini za dobivanje vodika 'reforming' metana ili elektroliza vode. Međutim, metan nije obnovljiv i njegovo korištenje vodi do povećanja emisija ugljičnog dioksida. Elektroliza zahtijeva energiju, koja se obično dobiva od fosilnih goriva. Ponekad se vodik može dobiti od energije vjetra ili sunca što je ekološki prihvatljiva alternativa, iako je energija vjetra kontroverzna iz drugih razloga. „Ako se vodik proizvodi iz biomase, nema dodatnog ugljičnog dioksida, budući da je ugljični dioksid koji se stvara u proizvodnji vodika isti onaj koji se apsorbira iz atmosfere i koji koriste biljke. Bio-vodik će se vjerojatno u budućnosti nadopunjavati s bioplinom", predviđa Karin Willquist. Danas postoje auti na vodik, npr. Honda FCX, ali ih je malo. Razlog je preskupa proizvodnja vodika i nepostojanje potrebne infrastrukture za vodik. „Prvi korak prema društvu vodika moglo bi biti miješanje vodika i metana uz korištenje postojeće infrastrukture za metan. Na primjer, autobusi u Malmöu voze na smjesu vodika i metana", kaže Karin Willquist. Bakterija Caldicellulosiruptor saccharolyticus prvi je puta bila izolirana 1987. godine na Novom Zelandu. Međutim, tek su nedavno istraživači počeli uočavati njezin potencijal za proizvodnju vodika.
www.znanost.com
Biokemijska gorivni članak na urin
Svakog dana u prosjeku proizvodimo 2,5 litre ove tekućine (urin) (6,4 trilijuna litara globalno), koja je dugo vremena smatrana tek neugodnim metaboličkim nusproizvodom. No, tim britanskih znanstvenika smatra kako je pronašao način za pretvorbu urina u električnu energiju. Dr. Ioannis Ieropoulos i njegov tim znanstvenika sa University of the West of England u Bristolu prošli su tjedan objavili istraživanje kojim se htjelo pokazati može li se urin koristiti za proizvodnju mikrobnih gorivih ćelija. U radu se zaključuje kako je urin bogat kemikalijama koje se učinkovito koristiti u katodnoj polovici gorive ćelije koja bi reagirala u doticaju sa bakterijama u anodnoj polovici. Početni testovi potvrdili su kako je proizvodnja gorivih ćelija na urin tehnički izvediva, a u timu se nadaju skoroj proizvodnji prototipa koji će biti sposoban napajati kuću, ured ili čak malo selo. Znanstvenici su posebno zainteresirani za korištenje 38 milijardi litara urina koje svakodnevno proizvode domaće životinje, a čijim bi se korištenjem u gorivim ćelijama mogao smanjiti negativan utjecaj na okoliš. Gorive ćelije bi učinkovito "očistile" urin koji bi se nakon takve obrade mogao sigurno isputiti u okoliš, čime bi se izbjegla upotreba skupih i energetski intenzivnih načina obrade otpadnih voda. Ieropoulos je objasnio kako je tim za vrijeme testiranja uspio proizvesti samo malu količinu električne energije, te kako je sljedeća faza slaganje gorivih ćelija te slanje mlaza urina kroz sustav kako bi se proizvelo veće količine električne energije. Ovakvo promišljanje otpada ima veliki potencijal za budući razvoj novih načina dobivanja električne energije, a osnivač festivala Glastonbury već je izjavio kako će razmisliti o korištenju urina posjetitelja festivala za proizvodnju električne energije.
www.croenergo.eu
Nafta je nepotrebna, električne generatore može pokretati i ljudski urin
Najveći svjetski znanstveni centri potroše godišnje nekoliko milijardi dolara na traženje alternativnih izvora energije, no naftni koncerni kupuju patente od takvih centara prije nego li ono dođu do nas, nakon toga takve ideje i tehnologije netragom nestaju, mi još uvijek ovisimo o nafti i plinu. Trima djevojčicama iz Nigerije je pošlo za rukom napraviti električni generator koji pogoni ljudski urin. U Lagosu u Nigeriji je prije nekoliko dana zatvoren najveći sajam inovacija u Africi, na čuđenje javnosti i novinara, prvu nagradu su dobile tri djevojčice Duro-Aina Adebola (14), Akindele Abiola (14), Faleke Oluwatoyin (14) i Bello Eniola (15), koje su smislile kako proizvoditi jeftinu električnu energiju. One su otkrile jednostavan način kako pokretati električni generator s „gorivom" kojeg svi mi proizvodimo, riječ je o urinu. S jednom litrom urina generator stvara električnu energiju punih šest sati.
Kako radi njihov izum?
* Mokraća se ulije u odjeljak za elektrolizu, gdje se iz urina odvaja vodik.
* Vodik prolazi kroz vodeni filter kako bi se pročistio, nakon toga ulazi u plinsku bocu.
* Vodik se cijevima vodi do još jedne boce u kojoj se nalazi boraks, prirodni mineral koji se obično koristi u stvaranju deterdženata za pranje rublja.
* Nakon toga hidrogen cijevima ulazi u motor generatora i pokreće ga bez ikakve preinake motora, namijenjenog za napajanje s benzinom.
* Mladi tim izumiteljica je smislio sigurnosni mehanizam koji sprječava eventualnu eksploziju plina.
Izumiteljice iz Nigerije su iskoristile dijelove tehnologije koje su našle na smetlištu, ne samo da su uspjele za manje od 35 dolara spojiti sve dijelove u svrsishodnu cjelinu, već su napravile tehnologiju o kojoj očigledno bezuspješno razmišljaju najveći istraživački centri u SAD-u, Europu i Japanu. Mi se pitamo, jesu li ove djevojčice toliki genijalci da su posramile bogate i dobro opremljene istraživačke centre, ili je ovo još jedan indirektni primjer patokratske cenzure i bezobzirnog stopiranja potrage za alternativnim izvorima energije i tehnologijama koje su isplative. Ne možemo vjerovati da se najveći znanstvenici na svijetu ne mogu sjetiti ovakvih i sličnih stvari, ili im se u stvari plaća da nešto tako ne smisle?
Biokemijska gorivni članak na urin
Svakog dana u prosjeku proizvodimo 2,5 litre ove tekućine (urin) (6,4 trilijuna litara globalno), koja je dugo vremena smatrana tek neugodnim metaboličkim nusproizvodom. No, tim britanskih znanstvenika smatra kako je pronašao način za pretvorbu urina u električnu energiju. Dr. Ioannis Ieropoulos i njegov tim znanstvenika sa University of the West of England u Bristolu prošli su tjedan objavili istraživanje kojim se htjelo pokazati može li se urin koristiti za proizvodnju mikrobnih gorivih ćelija. U radu se zaključuje kako je urin bogat kemikalijama koje se učinkovito koristiti u katodnoj polovici gorive ćelije koja bi reagirala u doticaju sa bakterijama u anodnoj polovici. Početni testovi potvrdili su kako je proizvodnja gorivih ćelija na urin tehnički izvediva, a u timu se nadaju skoroj proizvodnji prototipa koji će biti sposoban napajati kuću, ured ili čak malo selo. Znanstvenici su posebno zainteresirani za korištenje 38 milijardi litara urina koje svakodnevno proizvode domaće životinje, a čijim bi se korištenjem u gorivim ćelijama mogao smanjiti negativan utjecaj na okoliš. Gorive ćelije bi učinkovito "očistile" urin koji bi se nakon takve obrade mogao sigurno isputiti u okoliš, čime bi se izbjegla upotreba skupih i energetski intenzivnih načina obrade otpadnih voda. Ieropoulos je objasnio kako je tim za vrijeme testiranja uspio proizvesti samo malu količinu električne energije, te kako je sljedeća faza slaganje gorivih ćelija te slanje mlaza urina kroz sustav kako bi se proizvelo veće količine električne energije. Ovakvo promišljanje otpada ima veliki potencijal za budući razvoj novih načina dobivanja električne energije, a osnivač festivala Glastonbury već je izjavio kako će razmisliti o korištenju urina posjetitelja festivala za proizvodnju električne energije.
www.croenergo.eu
Nafta je nepotrebna, električne generatore može pokretati i ljudski urin
Najveći svjetski znanstveni centri potroše godišnje nekoliko milijardi dolara na traženje alternativnih izvora energije, no naftni koncerni kupuju patente od takvih centara prije nego li ono dođu do nas, nakon toga takve ideje i tehnologije netragom nestaju, mi još uvijek ovisimo o nafti i plinu. Trima djevojčicama iz Nigerije je pošlo za rukom napraviti električni generator koji pogoni ljudski urin. U Lagosu u Nigeriji je prije nekoliko dana zatvoren najveći sajam inovacija u Africi, na čuđenje javnosti i novinara, prvu nagradu su dobile tri djevojčice Duro-Aina Adebola (14), Akindele Abiola (14), Faleke Oluwatoyin (14) i Bello Eniola (15), koje su smislile kako proizvoditi jeftinu električnu energiju. One su otkrile jednostavan način kako pokretati električni generator s „gorivom" kojeg svi mi proizvodimo, riječ je o urinu. S jednom litrom urina generator stvara električnu energiju punih šest sati.
Kako radi njihov izum?
* Mokraća se ulije u odjeljak za elektrolizu, gdje se iz urina odvaja vodik.
* Vodik prolazi kroz vodeni filter kako bi se pročistio, nakon toga ulazi u plinsku bocu.
* Vodik se cijevima vodi do još jedne boce u kojoj se nalazi boraks, prirodni mineral koji se obično koristi u stvaranju deterdženata za pranje rublja.
* Nakon toga hidrogen cijevima ulazi u motor generatora i pokreće ga bez ikakve preinake motora, namijenjenog za napajanje s benzinom.
* Mladi tim izumiteljica je smislio sigurnosni mehanizam koji sprječava eventualnu eksploziju plina.
Izumiteljice iz Nigerije su iskoristile dijelove tehnologije koje su našle na smetlištu, ne samo da su uspjele za manje od 35 dolara spojiti sve dijelove u svrsishodnu cjelinu, već su napravile tehnologiju o kojoj očigledno bezuspješno razmišljaju najveći istraživački centri u SAD-u, Europu i Japanu. Mi se pitamo, jesu li ove djevojčice toliki genijalci da su posramile bogate i dobro opremljene istraživačke centre, ili je ovo još jedan indirektni primjer patokratske cenzure i bezobzirnog stopiranja potrage za alternativnim izvorima energije i tehnologijama koje su isplative. Ne možemo vjerovati da se najveći znanstvenici na svijetu ne mogu sjetiti ovakvih i sličnih stvari, ili im se u stvari plaća da nešto tako ne smisle?
matrixworldhr.wordpress.com
Objavljeno u
Energijske tehnologije
Kemičari na američkom sveučilištu Brown došli su do obećavajućeg napretka u razvoju tehnologije gorivih ćelija. Naime, najveće je ograničenje za praktičnu primjenu te tehnologije stvaranje katalizatora koji može učinkovito i dugotrajno raditi te katalizatora koji koristi manje skupog metala platine. Mnogi istraživači zbog svojstava odabiru dragocjeni metal platinu, ali ona ima dva nedostatka. Skupa je i vremenom se lomi reakcijama u gorivoj ćeliji. Sada su istraživači na Brown University postigli napredak u razvoju te tehnologije. Napravili su jedinstvenu nanočesticu od jezgre i ljuske koja koristi daleko manje platine uz učinkovitiji rad i veću dugotrajnost nego komercijalno dostupni katalizatori od čiste platine koji se koriste na katodama. Kemijska reakcija redukcije kisika odvija se na katodi gorive ćelije, stvarajući vodu kao jedini otpad, umjesto ugljičnog dioksida koji stvaraju motori s unutrašnjim sagorijevanjem čime zagrijavaju atmosferu. Na katodi se također gubi do 40% učinkovitosti gorive ćelije, pa je ovo „ključni korak prema proizvodnji gorivih ćelija koje su konkurentnije motorima s unutrašnjim sagorijevanjem i akumulatorima", kazao je Shouheng Sun, profesor kemije na Brownu i suautor članka objavljenog u časopisu Journal of the American Chemical Society. Istraživački tim izradio je petnanometarsku paladijsku (Pd) jezgru koju su okružili ljuskom od željeza i platine (FePt). Najvažnije je, objašnjava diplomant i suautor članka Vismadeb Mazumder, da se ljuska oblikuje tako da zadrži svoj oblik i da joj je dovoljna najmanja količina platine da omogući učinkovitu reakciju. Tim je izradio ljusku od željeza i platine od željeznog pentakarbonila [Fe(CO)5] i reduciranjem platinskog acetilacetonata [Pt(acac)2]. Tu je tehniku Sun prvi puta opisao u članku objavljenom 2000. godine u časopisu Science. Rezultat reakcije je ljuska koja koristi samo 30% platine, iako istraživači očekuju da će moći izraditi tanju ljusku i koristiti još manje platine. Istraživači su po prvi puta pokazali da mogu proizvesti jedinstvene strukture od jezgre i ljuske. U laboratorijskim testovima nanočestice od paladija i željeza-platine proizvodile su 12 puta više struje od usporedivih komercijalno dostupnih katalizatora od čiste platine. Proizvodnja je ostala jednaka i nakon više od 10 000 ciklusa što je najmanje deset puta dulje od komercijalno dostupnih katalizatora od čiste platine čije mogućnosti počnu opadati nakon 1000 ciklusa. Tim je izradio ljuske od željeza i platine čija se debljina kreće od jednog do tri nanometra. Prilikom testiranja utvrđeno je da se najbolji rezultati postižu s ljuskom od jednog nanometra. „To vrlo dobro pokazuje da se mogu izraditi katalizatori u polugramskim količinama u laboratoriju, da su aktivni i da traju", kaže Mazumder. „Idući korak je prenijeti ih do komercijalne uporabe, a siguran sam da ćemo to moći." Mazumder i Sun proučavaju zašto paladijska jezgra povećava katalitičke mogućnosti željeza-platine, a misle da to ima veze s prijenosom elektrona između jezgre i metala u ljusci. Sada nastoje za jezgru koristiti kemijski aktivnije metale od paladija da potvrde tezu o prijenosu elektrona između jezgre i ljuske i ustanoviti njegovu važnost za djelovanje katalizatora.
www.znanost.com
Vodik bi mogao odigrati ključnu ulogu u nadolazećoj eri obnovljivih izvora energije, ukoliko se razvije relativno jeftina i učinkovita metoda proizvodnje koja ne uključuje karbonska goriva.Veliki korak prema tom naizgled nedostižnom cilju učinili su znanstvenici s Državnog laboratorija Lawrence Berkeley (Sveučilište Kalifornija, Berkeley) pri Nacionalnom odjelu za energiju (DOE). Tim je otkrio jeftin metalni katalizator koji učinkovito ubrzava reakciju izlučivanja vodika iz vode. "Naš se novi 'proton-redukcijski' katalizator zasniva na okso-molibden-kompleksu koji je otprilike 70 puta jeftiniji od platine, koja je danas najrašireniji metalni katalizator reakcije razdvajanja molekule vode", navodi Hemamala Karunadasa, jedna od zaslužnih za otkriće ovog kompleksa. "Uz sve prednosti, naš katalizator ne zahtijeva organske dodatke, radi u neutralnom pH (čak i ako je voda prljava), u slanoj vodi (jednom od najbogatijih izvora vodika na planetu) te u neutralnom elektrolitu. Sve ove odlike čine naš katalizator idealnim za kemijske procese dobivanja energije iz obnovljivih i održivih izvora." Karunadasa istovremeno izvršava dužnosti na Odsjeku za kemijske znanosti Laboratorija Berkeley i na Kemijskom odsjeku Sveučilišta u Kaliforniji. Vodeća je autorica znanstvenog rada koji opisuje ovo istraživanje, a bio je objavljen 29. travnja 2010. godine pod naslovom "Molekularni okso-molibden katalizator za proizvodnju vodika iz vode" u časopisu Nature. Ostali autori ovog rada bili su Christopher Chang i Jeffrey Long, također zaposleni u Laboratoriju Berkeley te UC Berkeley. Chang je ujedno i član osoblja na Medicinskom institutu Howard Hughes (HHMI). Bez obzira koristite li ga u novim ili starim gorivim ćelijama za proizvodnju električne energije, plinoviti vodik kao otpadni plin emitira bezopasnu vodenu paru. Upravo je to razlog zbog kojeg bi ova nacija već pohrlila prema ekonomiji baziranoj na vodiku. Jedini je problem nestašica izvora plinovitog vodika. Plinoviti vodik ne nastaje prirodnim procesima i mora se proizvoditi industrijski. Većina plinovitog vodika u SAD-u dolazi iz zemnog plina, iz fosilnog goriva. Iako nije skupa, ova tehnika pridonosi još većoj emisiji spojeva na bazi ugljika. Plinoviti vodik može se dobiti i elektrolizom vode. U toj reakciji koristimo električnu struju za razbijanje molekule vode na kisik i vodik. Radi se o čistoj i održivoj metodi proizvodnje plinovitog vodika, pogotovo ako se potrebna struja proizvodi iz obnovljivih izvora energije poput solarnih ćelija ili vjetra. Ipak, elektroliza zahtijeva i učinkovit katalizator. Priroda je proizvela ekstremno efikasne enzime za razbijanje molekule vode. Ti se enzimi zovu hidrogenaze, a koriste ih biljke tijekom fotosinteze. Ipak, ovi su enzimi iznimno osjetljivi i lako se deaktiviraju čim ih se ukloni iz njima prirodnog okruženja. Ljudske aktivnosti zahtijevaju stabilne metalne katalizatore čija aktivnost ne ovisi o tome nalaze li se u biološkoj okolini ili ne. Metalne katalizatore nije teško nabaviti, ali radi se o niskovalentnim plemenitim metalima čija je cijena previsoka za široku primjenu. Uzmimo na primjer platinu, najplemenitiji među plemenitim metalima. Samo 0.03 kg platine košta čak 2000 dolara. "Osnovni znanstveni problem u ovom istraživanju bila je kreacija molekularnog sustava koji bi proizvodio vodik iz vode uz visoku katalitičku moć i stabilnost", objašnjava Chang. "Vjerujemo kako će naše otkriće molekularnog katalizatora na bazi okso-molibdena za proizvodnju vodika iz vode bez potrebe za karbonskim dodacima, postaviti novu paradigmu na polju moćne redukcijske katalize u vodenoj sredini." Molibden-okso kompleks koji su otkrili Karunadasa, Chang i Long zapravo je visokovalentan metal kemijskog imena (PY5Me2)Mo-oxo. Kroz svoja su istraživanja članovi tima otkrili kako taj kompleks katalizira proizvodnju plinovitog vodika iz neutralne ili čak morske vode i to uz obrtni broj od čak 2.4 mola vodika po molu katalizatora u sekundi. "Ovaj okso-metal kompleks predstavlja osnovnu ideju redukcijske katalize koju odlikuje visoka aktivnost i stabilnost u vodenom mediju. Sada smo fokusirani na modifikaciju PY5Me liganda te istraživanje drugih metalnih kompleksa na bazi sličnih liganada. Na taj se način nadamo poboljšati iskorištenje električne struje, ali i istražiti mogućnost katalitičkih procesa koje pokreće svjetlost. Posebna je pažnja posvećena kemiji važnoj za razvoj održivih ciklusa energije", navodi Long. Ovo je istraživanje dijelom financijski podupro Odjel za znanost pri Centru za istraživanje solarne energije (Laboratorij Berkeley), a dijelom Nacionalna fondacija za znanost. Laboratorij Berkeley dio je Nacionalnog laboratorija pri Odjelu za energiju, smješten u Berkeleyju (Kalifornija). Tamo se provode javna znanstvena istraživanja, a sam se laboratorij nalazi se pod upravom Sveučilišta u Kaliforniji.
www.znanost.com
Objavljeno u
Alternativne tehnologije
Označeno u
Znanstvenici su marljivo radili iskorištavajući snagu mikroba kao jedan atraktivan izvor čiste energije. Istraživač s Biodesign Institute at Arizona State University, dr. Prathap Parameswaran i kolege, istražili su sredstva za povećanje učinkovitosti proizvodnje čiste energije pomoću specijaliziranih bakterija. Elektrokemijske stanice mikroorganizama ili MXC-i mogu koristiti bakterijsku respiraciju kao sredstvo oslobađanja elektrona, koji se mogu koristiti za generiranje struje i pravljenje čiste električne energije. S manjim rekonfiguracijama takvi uređaji mogu obavljati elektrolize, pružajući zelenu stazu za proizvodnju vodika, te smanjujući oslanjanje na prirodni plin i druga fosilna goriva, koja se danas koriste za većinu proizvodnje vodika. Dr. Prathap Parameswaran pokazuje elektrode koje se koriste u elektrokemijskim stanicama mikroba (MEC). MXC nalikuje bateriji, s Masonovom komorom veličine staklenke kao postavom za svaki terminal. Bakterije se uzgajaju u "pozitivnoj" komori (anoda). Istraživački tim na čelu s Bruce Rittmannom, direktorom Biodesign's Center for Environmental Biotechnology, već prije je pokazao da bakterije mogu živjeti i rasti na anodi elektrode i mogu koristiti otpadni materijal kao hranu (bakterijska prehrambena osnova uključuje svinjsko gnojivo ili neki drugi otpad s farme) da bi rasle dok prenose elektrone na elektrode kako bi se proizvela električna energija. U mikrobnim stanicama elektrolize (MEC), kao onima korištenima u trenutnom istraživanju, elektroni proizvedeni na anodi pridružuju se pozitivno nabijenim protonima u negativnoj (katoda) komori kako bi se formirao plin vodik. "Reakcije koje se događaju na MEC anodi iste su kao i za mikrobne stanice za gorivo koje se koriste za proizvodnju električne energije", kaže Parameswaran. "Konačni ishod različit je ovisno o tome kako s njim radimo." Kada se bakterije uzgajaju bez kisika, ili u anaerobnom okolišu, one se pričvršćuju na MXC anodu, formirajući ljepljivi matriks šećera i proteina. U takvim okruženjima, kada ih se hrani s organskim spojevima, osniva se učinkovito partnerstvo bakterija u biofilmu anode, koji se sastoji od fermentatora, strvinara vodika i respiratornih bakterija na anodi (ARB). Živi matriks, poznat kao biofilm anode, jak je konduktor, sposoban za učinkovit prijenos elektrona na anodu, gdje oni slijede trenutne gradijente uzduž strana katode. Ovo istraživanje pokazuje da se razina toka elektrona od anode do katode može poboljšati izborom dodatne bakterije poznate kao homo-acetogeni, u komori anode. Homo-acetogeni hvataju elektrone iz vodika u otpadnim materijalima, proizvodeći acetate, koji su vrlo povoljni elektron donori za anode bakterija. Istraživanje pokazuje da pod povoljnim uvjetima, anode bakterija mogu pretvoriti vodik za struju učinkovitije nakon formiranja međusobnog odnosa ili sintropije s homo-acetogenima. Tim je također mogao smanjiti negativan utjecaj drugih mikroba koji konzumiraju vodik, kao što su metanogeni koji produciraju metan, koji bi inače krali neke od dostupnih elektrona u sustavu, čime bi reducirali struju. Selektivna inhibicija metanogena postignuta je dodavanjem kemikalije naziva 2-bromoetan sulfonske kiseline na mikrobni biofilm na anodi. Grupa je koristila i kemijske i genomske metode kako bi potvrdila identifikaciju homo-acetogena. Uz otkrivanje acetata, formata, otkriveni su i međuprodukti. Uz pomoć kvantitativne PCR analize, tim je mogao dobiti genomski zapis acetogena u obliku FTHFS, gena specifično povezanog s acetogenezom. "Uspjeli smo ustanoviti da ti homo-acetogeni mogu prevladati i uspostaviti odnos", kaže Parameswaran. Buduća istraživanja će istraživati načine za održavanje sintropijskog odnosa između homo-acetogena i bakterija na anodi, u odsustvu kemijskih inhibitora. Daljnji napredak bi mogao utrti put za eventualnu komercijalizaciju sustava širokih razmjera da istovremeno tretira otpadne vode i stvara čistu energiju. "Jedno od najvećih ograničenja sada je naš nedostatak znanja", kaže Cesar Torres, jedan od koautora trenutačnog istraživanja, koji ističe da ostaje mnogo toga još za razumijevanje o interakcijama bakterijskih zajednica unutar MXC-a. Područje istraživanja je još uvijek vrlo mlado, ističe Torres, uz napomenu da je rad na MXC-u započeo prije oko 8 godina. "Mislim da će u narednih 5-10 godina zajednica donijeti dosta informacija koje će biti stvarno od pomoći i koje će nas dovesti do dobrih primjena."
www.znanost.com
Američki znanstvenici javljaju kako bi električna energija koju proizvode virusi mogla dovesti do proizvodnje uređaja koji će biti pokretani svakodnevnim ljudskim aktivnostima kao što je hodanje.Kao primjer znanstvenici sa Lawrence Berkley National Laboratory-a navode tanki "virusni" generator koji bi bio ugrađen u potplat cipele te mogao puniti mobilni telefon za vrijeme šetnje. Energiju bi proizvodili bezopasni virusi koji putem fenomena poznatog kao piezoelektricitet pretvaraju mehaničku u električnu energiju. Radi se o akumulaciji napona kao odgovora na mehanički napor. Piezoelektrični efekt otkriven je 1880-ih godina te je pronađen u kristalima, keramici, kostima, proteinima i DNA. Sada su znanstvenici uspjeli napraviti tankoslojne filmove koje uz pomoć bakteriofaga M13 sa piezoelektričnim svojstvima proizvode električnu energiju. Film je za vrijeme pokusa na Berkleyu bio povezan žicama sa LCD ekranom, a za vrijeme primjene pritiska proizvodio je šest nanoampera snage i 400 milivolta potencijalne snage, što je oko četvrtina napona AAA baterije, ali sasvim dovoljno za prikaz brojke 1 na ekranu. Profesor bioinženjeringa na Sveučilištu Berkley, Seung-Wuk Lee, izjavio je: "Budući da biotehnološki alati omogućuju masovnu proizvodnju genetski modificiranih virusa, piezoelektrični materijali bazirani na virusima mogli bi ponuditi jednostavan put do novih, budućih mikroelektroničkih uređaja".
www.croenergo.eu
www.croenergo.eu
Objavljeno u
Energijske tehnologije
Označeno u
Brojne se studije bave proučavanjem povećanog efekta globalnih klimatskih promjena, ugljikovog dioksida, zagađenja te ostalih fenomena povezanih s ljudskim utjecajem na svjetske oceane. Međutim, većina je ovih studija uzela u obzir samo jedan izolirani izvor zagađenja. Ipak, marinski geokemičar s Woods Hole oceanografskog instituta (WHOI) objavio je izvještaj u posljednjem izdanju znanstvenog magazina Science u kojem procjenjuje ukupni utjecaj svih faktora promjene stanja oceana, a i procjenjuje moguće buduće scenarije. "Sve što učinimo na kopnu, kroz poljoprivredu, iskorištavanje fosilnih goriva i zagađenje, ostavit će posljedicu na kemiju oceana", navodi Scott C. Doney, jedan od glavnih znanstvenika na WHOI-ju, a ujedno i autor izvještaja u magazinu Science. "Dosad se proučavao čitav niz faktora i svaki je već detaljno proučen, ali odvojeno. Nitko nije napravio sveobuhvatno istraživanje." Doneyev članak predstavlja detaljnu kompilaciju svih svojih i tuđih radova na ovu temu. Radovi se bave proučavanjem povećane kiselosti oceana, globalnih klimatskih promjena te ciklusa ugljika. Zaključuje kako klimatske promjene, povećanje udjela ugljika u atmosferi, pretjerano korištenje umjetnih gnojiva, kao i svi drugi tipovi zagađenja "temeljito mijenjaju oceane na globalnoj razini i to brzinom mnogo većom od prirodnih promjena u povijesti. "Kroz istraživanje definirano je nekoliko glavnih trendova: promjenu u kiselosti morskih voda, nedostatak potpovršinskog kisika i u priobalnim vodama i na otvorenom moru, povećan udjel dušika te globalno povećanje udjela žive i ostalih zagađivača. "Ljudski utjecaj nije ograničen samo na priobalno područje", objašnjava Doney. "Posljedice se mogu vidjeti diljem svijeta. Štoviše, mnoge od ovih promjena u klimi i kemiji oceana mogu se uzročno-posljedično povezati. To predstavlja nešto gori problem za populaciju oceana." Prema Doneyju; zagrijavanje u kombinaciji s umjetnim gnojivima može npr. biti uzrokom pada razina kisika u priobalnim vodama. Povećana kiselost može uzrokovati blijeđenje boje koralja.
Otkrića Among Doneyja
Prosječni pH svih oceana te zasićenost kemikalijama mijenjaju se nikad prije viđenom brzinom, čak 30 do 100 puta brže o vremenskih promjena u nedavnoj geološkoj povijesti. Posljedice će se osjećati još mnogo stoljeća, pa čak i tisućljeća. Povećanje kiselosti oceana moglo bi smanjiti otpornost nekih vrsta na termičke promjene. Polarni ekosustavi mogli bi biti posebno pogođeni. Pretjerano korištenje gnojiva, kao i korištenje goriva na bazi dušika pogoršavaju stanje kroničnog nedostatka kisika u priobalnim vodama. Doney je bio član međunarodnog tima znanstvenika koji su dnevno izvještavali kako je u proteklih deset godina došlo do povećanja emisije ugljikovog dioksida iz fosilnih goriva za gotovo jednu trećinu. Budućnost planeta zbog toga izrazito je neizvjesna, a takva će i ostati ukoliko se drastično ne smanji emisija CO2. Dotakli su se i povećane proizvodnje i trgovine umjetnim proizvodima, postepenom prelasku s nafte na ugljen te sve slabiji kapacitet planeta prema apsorpciji CO2. Doney je također bio i na čelu tima koji je razvio simulaciju ponašanja oceana kroz koju su se proučavale povijesne promjene ciklusa CO2 u zraku i vodi. U proteklom je desetljeću emisija CO2 neprekidno rasla bez obzira na učestala upozorenja", ističe Doney. "Prema prvim dokazima, tlo i oceani sve teže odstranjuju višak CO2 iz atmosfere. Upravo bi taj CO2 mogao ubrzati buduće klimatske promjene." U svom članku objavljenom u magazinu Science, Doney poziva na bolje razmatranje ljudskog utjecaja na biogeokemiju oceana. Iako je vidljiv stanovit napredak u prirodnom sustavu nadgledanja CO2, morski je okoliš osiromašen za mnogo spojeva. Oceanografska zajednica mora dobro i koordinirano reagirati na ovu situaciju. ''Moramo provesti još mnogo istraživanja i to pogotovo na području reakcije stanica i organizama na industrijske, biokemijske uljeze. Napokon, potrebno je izvršiti ciljana istraživanja utjecaja na morske resurse i riblje vrste, potencijalnih strategija prilagodbe te utjecaja ljudskih i socijalno-ekonomskih sustava."
www.znanost.com
Prije 10 godina zakiseljavanje mora bilo je fenomen poznat samo malim grupama znanstvenika oceanologa. Danas je taj fenomen prepoznat kao skriveni partner klimatske promjene koji potiče zahtjeve za hitnu i značajnu redukciju otpuštanja ugljika kako bi se smanjili budući utjecaji. Informacije o znanstvenoj politici 'Utjecaji acidifikacije mora' prezentirala je Europska zaklada za znanost 20. svibnja povodom Europskog dana mora 2010. i u njima daje opsežan pregled trenutne situacije.Informacije su pripremili vodeći znanstvenici iz Europe i SAD-a i ono naglašava potrebu za usklađenim, integriranim mjerama na internacionalnoj razini kako bi se istražili i nadgledali utjecaji kiselosti mora na morske okoliše i ljudske zajednice. Mora i oceani koji upijaju gotovo trećinu emisija stakleničkih plinova u atmosferi brzo postaju kiseliji radi porasta ugljikovog dioksida u atmosferi do kojeg dolazi izgaranjem fosilnih goriva. Ugljični dioksid proizvodi ugljičnu kiselinu kad se otapa u morskoj vodi i do sad su mora ublaživala utjecaje globalnog zatopljenja upijajući gotovo trećinu ugljičnog dioksida ispuštanih tijekom upotreba fosilnih goriva. Danas su mora kiselija nego što su bila u posljednjih 20 milijuna godina. Ova kemijska promjena mogla bi imati značajne posljedice na morske ekosustave te na robu i usluge koje pružaju. Primjerice, obalne zone kao što su Sredozemlje i Sjeverna mora bogate su kalcificirajućim organizmima kao što su školjkaši koji mogu biti naročito osjetljivi na velike promjene u kemiji ugljika. Mekušci stvaraju svoje oklope izvlačeći otopljeni kalcij-karbonat iz morske vode i koristeći ga pri stvaranju dva minerala, kalcita i aragonita. Koralji koriste isti proces pri izradi svojih vanjskih kostura. Kako voda postaje kiselija, koncentracija kalcijevog karbonata pada tako da ga s vremenom ima tako malo da one više ne mogu formirati svoje oklope i kosture. „Acidifikacija mora već se događa i postajat će sve gora. A i ona se događa na vrhuncu globalnog zatopljenja pa smo u dvostrukoj nevolji. Kombinacija ova dva čimbenika mogla bi biti najkritičniji okolišni i ekonomski izazov stoljeća", kaže profesor Jelle Bijma, vodeći autor izvještaja i biogeokemičar s Instituta Alfred Wegener iz Njemačke. „Ukoliko nastavimo sa životom i radom kao do sad, procjene su da će površinski slojevi mora postati 150 posto kiseliji – a to je užasno puno." Integrirano istraživanje utjecaja acidifikacije mora još uvijek je vrlo novo područje – potpune implikacije ovih promjena za morske ekosustave i riblje resurse, uključujući zalihe riba, školjkaša i koraljne grebene, nejasne su. Ekonomsko istraživanje sustava za upravljanje morskim resursima vrlo je važno za razumijevanje utjecaja ribarstva i ljudskih zajednica koje ovise o njemu. Trenutni europski i nacionalni programi su relativno mali kad ih se uspoređuje s kombiniranim izazovom acidifikacije mora i globalnog zatopljenja. Postojeće istraživanje uglavnom su potaknuli individualni istraživači ili skupine istraživača, koji su ograničeni u mogućnostima sveobuhvatne koordinacije. Prije dvije godine, Europski projekt o acidifikaciji mora financirala je EU i tijekom protekle godine Njemačka i UK financirale su nacionalne programe acidifikacije mora – BIOACID i Istraživački program acidifikacije mora UK. Kako i drugi izlaze na vidjelo, moraju se udružiti putem velike istraživačke inicijative koja će u potpunosti iskoristiti kombiniranu stručnost znanstvenika iz svih europskih zemalja te internacionalnih znanstvenika. Jedan od prvih koraka prema integraciji je razvijanje specifične baze podataka koja će se temeljiti na nacionalnim istraživanjima oceanske acidifikacije.
www.znanost.com
Razina kiselosti u oceanima raste najbržim tempom u posljednjih 300 milijuna godina, zbog čega mnogim biljnim i životinjskim vrstama prijeti izumiranje, pokazuju izvještaji znanstvenika objavljeni u časopisu Science. Povećanje kiselosti u oceanima predstavlja najveću opasnost za koraljne grebene, jer uzrokuje njihov nestanak. Budući da su koraljni grebeni staništa brojnih biljnih i životinjskih vrsta, izumiranje prijeti i njima. Prema izvještaju znanstvenika, posljednji period povećane kiselosti oceana dogodio se prije 56 milijuna godina i trajao je oko 5.000 godina. Količina ugljika u atmosferi se gotovo udvostručila, a prosječna globalna temperatura tada je porasla za šest stupnjeva Celzija. Osim toga, povećana kiselost može uzrokovati i izumiranje sitnih biljnih i životinjskih organizama kojima se hrane veće životinje. Ljudske aktivnosti, posebno sagorijevanje fosilnih goriva, dovele su do povećanja razine ugljika u atmosferi, a budući da oceani postaju kiseliji ulaskom ugljika u atmosferu, današnji nivo kiselosti veći je nego prije 56 milijuna godina kada je zabilježena posebno velika emisija ugljika u zemljinu atmosferu.
www.znanost.com
Acidifikacija oceana, ili zli blizanac globalnog zatopljenja, kako ga neki stručnjaci nazivaju, sve brže prijeti svjetskim oceanima i morima na više razina. Acidifikacija i globalno zatopljenje, naime, djelomično dijele isti uzrok – povećanu emisiju ugljikovog dioksida u atmosferi. Čak i neovisno o porastu temperature na Zemlji, oceani postaju kiseliji. Ako se u skoroj budućnosti stanje ne promjeni, mnoge poznate vrste mogle bi do kraja stoljeća izumrijeti, piše Biologija. Acidifikacija oceana nastaje kada jedan dio ugljikovog dioksida u atmosferi bude prebrzo otopljen u oceanima, što trajno podiže njihovu kiselost. U specifičnom kemijskom procesuotpuštaju se vodikovi ioni koji podižu kiselost oceana, ali se istovremeno smanjuje koncentracija karbonatnih iona, koji je nekim organizmima od životne važnosti. Smanjenje koncentracije karbonatnih iona u morskom okolišu najprije će utjecati na organizme koji imaju školjke ili kostur od kalcijevog karbonata, kao što su koralji ili školjkaši. Oni zbog nedostatka potrebnih minerala ne mogu u potpunosti zaštiti svoje tijelo. A ako i izgrade svoju školjku ili kostur, takve inače čvrste tvorevine počet će se otapati zbog povećane kiselosti, što će životinjama također pružati nedovoljnu zaštitu od loših uvjeta ili predatora. Istraživanja pokazuju da bi acidifikacija mogla utjecati i na procese razmnožavanja planktona (naslovna fotografija) koji ima važnu ulogu u hranidbenoj mreži mnogih riba i ostalih morskih organizama. A te vrste izvor su hrane još većim ribama, pticama, pa i ljudima. Velik dio ugljikovog dioksida koji se otapa u oceanima dolazi odneobnovljivih izvora energije, proizvodnje cementa, sječe šuma i ostalih ljudskih aktivnosti koje će oceane postupno pretvarati u sve kiseliji okoliš. Do kraja stoljeća smatra se da bi moglo doći do snižavanja pH oceana za 0.3 (što je manji pH, veća je kiselost) do pH vrijednosti od 7.8, što neki organizmi poput koralja zasigurno ne bi mogli preživjeti. Trenutačno stanje pH je otprilike 8.1, a u posljednjih sto godina pao je za 0.1. Proučavanjem podmorskih izvora ugljikovog dioksida, provodeći eksperimente s povećanjem koncentracije ugljikovog dioksida, ali i proučavajući Zemljinu prošlost, geologiju i razna fosilna nalazišta, znanstvenici su došli do jednog ključnog zaključka – u Zemljinoj prošlosti već su se događale slične pojave. Znanstvenici, naime, smatraju da su dvije pojave, jedna prigodno nazvana „Veliko izumiranje" prije 251 milijun godina (kada je na prostoru današnje Rusije došlo do vulkanske erupcije i izumrlo oko 96 % svog morskog života), te druga koja se dogodila prije 55 milijuna godina, bile popraćene acidifikacijom oceana. Smatra se da je snižavanje pH oceana (odnosno povećanje koncentracije vodikovih iona u oceanu) zadalo konačni udarac mnogim vrstama, a posljedice toga imale su utjecaja i na raznovrsnost današnjeg morskog života.
www.znanost.com
Još početkom industrijske revolucije u ranom 19. stoljeću započelo je iskorištavanje fosilnih goriva kao izvora energije za rad strojeva. To je bio početak razvoja industrije, a kasnije je uslijedio njen ogromni rast i razvoj. Međutim, industrijski napredak je stvorio i nepoželjne posljedice u obliku emisije bilijuna tona ugljikovog dioksida (CO2) te drugih stakleničkih plinova koji su odlazili u atmosferu. Posljednjih 10 milijuna godina oceani na Zemlji su uspjeli zadržati relativno stabilnu razinu kiselosti. Istraživanja pokazuju da je ova ravnoteža u moru danas poremećena i da bi povećanje kiselosti oceana moglo imati razarajuće posljedice globalnog karaktera. Danas znanstvenici sa sigurnošću mogu potvrditi da se polovina ukupne količine antropogeno generiranog ugljikovog dioksida u atmosferi tijekom vremena apsorbirala u oceane. Relativno novija istraživanja su pokazala da akumuliranje tako velikih količina ugljikovog dioksida u more mijenja kemijski sastav mora i tako destabilizira životne cikluse mnogih morskih organizama, a pogotovo onih koji se nalaze na nižim razinama hranidbenog lanca. Otapanjem ugljikovog dioksida u oceanu nastaje ugljična kiselina. Ona uzrokuje povećanje kiselosti mora. Ovaj kemijski poremećaj inhibira rast školjki te uzrokuje reproduktivne poremećaje kod nekih vrsta riba. Posljednjih 300 milijuna godina pH vrijednost mora je lagano bazična s prosječnom pH vrijednosti 8,2. Danas ta vrijednost iznosi 8,1. Pad od 0,1 jedinice zapravo predstavlja 25%-tni porast kiselosti u protekla dva stoljeća. Oceani trenutno apsorbiraju trećinu antropogeno generiranog ugljikovog dioksida, što je otprilike 22 milijuna tona dnevno. Ako se ugljikov dioksid nastavi otpuštati ovakvim tempom u atmosferu, znanstvenici smatraju da bi se pH vrijednost oceana mogla smanjiti za 0,5 jedinica u sljedećih 100 godina. Takve kemijske promjene će zasigurno ostaviti traga na školjkašima, škampima, jastozima (fotografija dolje lijevo), mnogim planktonskim organizmima, te nekim vrstama riba. Povećanje kiselosti oceana ponajviše predstavlja opasnost za koraljne grebene, jer uzrokuje njihov nestanak (fotografija gore desno prikazuje izbjeljenost koralja kao direktnu posljedicu acidifikacije oceana). Budući da su koraljni grebeni staništa mnogih biljnih i životinjskih vrsta, izumiranje prijeti i njima. Podjednako je zabrinjavajuća i činjenica da se daljnjom apsorpcijom ugljikovog dioksida u oceane smanjuje kapacitet apsorpcije istog. To pak znači da će se puno više antropogeno generiranog ugljikovog dioksida zadržavati u atmosferi, što će samo imati negativan učinak na globalne klimatske promjene. Znanstvena istraživanja na ovom području su relativno mlada, ali za sada svi znakovi upućuju na to da ljudska populacija mora umanjiti apsorpciju ugljikovog dioksida. U suprotnom, mnogim morskim organizmima prijeti izumiranje, osim ako se ne uspiju prisilno prilagoditi promjenama u okolišu u kojem žive.
www.znanost.com
Razina kiselosti u oceanima raste najbržim tempom u posljednjih 300 milijuna godina, zbog čega mnogim biljnim i životinjskim vrstama prijeti izumiranje, pokazuju izvještaji znanstvenika objavljeni u časopisu Science. Povećanje kiselosti u oceanima predstavlja najveću opasnost za koraljne grebene, jer uzrokuje njihov nestanak. Budući da su koraljni grebeni staništa brojnih biljnih i životinjskih vrsta, izumiranje prijeti i njima. Prema izvještaju znanstvenika, posljednji period povećane kiselosti oceana dogodio se prije 56 milijuna godina i trajao je oko 5.000 godina. Količina ugljika u atmosferi se gotovo udvostručila, a prosječna globalna temperatura tada je porasla za šest stupnjeva Celzija. Osim toga, povećana kiselost može uzrokovati i izumiranje sitnih biljnih i životinjskih organizama kojima se hrane veće životinje. Ljudske aktivnosti, posebno sagorijevanje fosilnih goriva, dovele su do povećanja razine ugljika u atmosferi, a budući da oceani postaju kiseliji ulaskom ugljika u atmosferu, današnji nivo kiselosti veći je nego prije 56 milijuna godina kada je zabilježena posebno velika emisija ugljika u zemljinu atmosferu.
www.znanost.com
Acidifikacija oceana, ili zli blizanac globalnog zatopljenja, kako ga neki stručnjaci nazivaju, sve brže prijeti svjetskim oceanima i morima na više razina. Acidifikacija i globalno zatopljenje, naime, djelomično dijele isti uzrok – povećanu emisiju ugljikovog dioksida u atmosferi. Čak i neovisno o porastu temperature na Zemlji, oceani postaju kiseliji. Ako se u skoroj budućnosti stanje ne promjeni, mnoge poznate vrste mogle bi do kraja stoljeća izumrijeti, piše Biologija. Acidifikacija oceana nastaje kada jedan dio ugljikovog dioksida u atmosferi bude prebrzo otopljen u oceanima, što trajno podiže njihovu kiselost. U specifičnom kemijskom procesuotpuštaju se vodikovi ioni koji podižu kiselost oceana, ali se istovremeno smanjuje koncentracija karbonatnih iona, koji je nekim organizmima od životne važnosti. Smanjenje koncentracije karbonatnih iona u morskom okolišu najprije će utjecati na organizme koji imaju školjke ili kostur od kalcijevog karbonata, kao što su koralji ili školjkaši. Oni zbog nedostatka potrebnih minerala ne mogu u potpunosti zaštiti svoje tijelo. A ako i izgrade svoju školjku ili kostur, takve inače čvrste tvorevine počet će se otapati zbog povećane kiselosti, što će životinjama također pružati nedovoljnu zaštitu od loših uvjeta ili predatora. Istraživanja pokazuju da bi acidifikacija mogla utjecati i na procese razmnožavanja planktona (naslovna fotografija) koji ima važnu ulogu u hranidbenoj mreži mnogih riba i ostalih morskih organizama. A te vrste izvor su hrane još većim ribama, pticama, pa i ljudima. Velik dio ugljikovog dioksida koji se otapa u oceanima dolazi odneobnovljivih izvora energije, proizvodnje cementa, sječe šuma i ostalih ljudskih aktivnosti koje će oceane postupno pretvarati u sve kiseliji okoliš. Do kraja stoljeća smatra se da bi moglo doći do snižavanja pH oceana za 0.3 (što je manji pH, veća je kiselost) do pH vrijednosti od 7.8, što neki organizmi poput koralja zasigurno ne bi mogli preživjeti. Trenutačno stanje pH je otprilike 8.1, a u posljednjih sto godina pao je za 0.1. Proučavanjem podmorskih izvora ugljikovog dioksida, provodeći eksperimente s povećanjem koncentracije ugljikovog dioksida, ali i proučavajući Zemljinu prošlost, geologiju i razna fosilna nalazišta, znanstvenici su došli do jednog ključnog zaključka – u Zemljinoj prošlosti već su se događale slične pojave. Znanstvenici, naime, smatraju da su dvije pojave, jedna prigodno nazvana „Veliko izumiranje" prije 251 milijun godina (kada je na prostoru današnje Rusije došlo do vulkanske erupcije i izumrlo oko 96 % svog morskog života), te druga koja se dogodila prije 55 milijuna godina, bile popraćene acidifikacijom oceana. Smatra se da je snižavanje pH oceana (odnosno povećanje koncentracije vodikovih iona u oceanu) zadalo konačni udarac mnogim vrstama, a posljedice toga imale su utjecaja i na raznovrsnost današnjeg morskog života.
www.znanost.com
Još početkom industrijske revolucije u ranom 19. stoljeću započelo je iskorištavanje fosilnih goriva kao izvora energije za rad strojeva. To je bio početak razvoja industrije, a kasnije je uslijedio njen ogromni rast i razvoj. Međutim, industrijski napredak je stvorio i nepoželjne posljedice u obliku emisije bilijuna tona ugljikovog dioksida (CO2) te drugih stakleničkih plinova koji su odlazili u atmosferu. Posljednjih 10 milijuna godina oceani na Zemlji su uspjeli zadržati relativno stabilnu razinu kiselosti. Istraživanja pokazuju da je ova ravnoteža u moru danas poremećena i da bi povećanje kiselosti oceana moglo imati razarajuće posljedice globalnog karaktera. Danas znanstvenici sa sigurnošću mogu potvrditi da se polovina ukupne količine antropogeno generiranog ugljikovog dioksida u atmosferi tijekom vremena apsorbirala u oceane. Relativno novija istraživanja su pokazala da akumuliranje tako velikih količina ugljikovog dioksida u more mijenja kemijski sastav mora i tako destabilizira životne cikluse mnogih morskih organizama, a pogotovo onih koji se nalaze na nižim razinama hranidbenog lanca. Otapanjem ugljikovog dioksida u oceanu nastaje ugljična kiselina. Ona uzrokuje povećanje kiselosti mora. Ovaj kemijski poremećaj inhibira rast školjki te uzrokuje reproduktivne poremećaje kod nekih vrsta riba. Posljednjih 300 milijuna godina pH vrijednost mora je lagano bazična s prosječnom pH vrijednosti 8,2. Danas ta vrijednost iznosi 8,1. Pad od 0,1 jedinice zapravo predstavlja 25%-tni porast kiselosti u protekla dva stoljeća. Oceani trenutno apsorbiraju trećinu antropogeno generiranog ugljikovog dioksida, što je otprilike 22 milijuna tona dnevno. Ako se ugljikov dioksid nastavi otpuštati ovakvim tempom u atmosferu, znanstvenici smatraju da bi se pH vrijednost oceana mogla smanjiti za 0,5 jedinica u sljedećih 100 godina. Takve kemijske promjene će zasigurno ostaviti traga na školjkašima, škampima, jastozima (fotografija dolje lijevo), mnogim planktonskim organizmima, te nekim vrstama riba. Povećanje kiselosti oceana ponajviše predstavlja opasnost za koraljne grebene, jer uzrokuje njihov nestanak (fotografija gore desno prikazuje izbjeljenost koralja kao direktnu posljedicu acidifikacije oceana). Budući da su koraljni grebeni staništa mnogih biljnih i životinjskih vrsta, izumiranje prijeti i njima. Podjednako je zabrinjavajuća i činjenica da se daljnjom apsorpcijom ugljikovog dioksida u oceane smanjuje kapacitet apsorpcije istog. To pak znači da će se puno više antropogeno generiranog ugljikovog dioksida zadržavati u atmosferi, što će samo imati negativan učinak na globalne klimatske promjene. Znanstvena istraživanja na ovom području su relativno mlada, ali za sada svi znakovi upućuju na to da ljudska populacija mora umanjiti apsorpciju ugljikovog dioksida. U suprotnom, mnogim morskim organizmima prijeti izumiranje, osim ako se ne uspiju prisilno prilagoditi promjenama u okolišu u kojem žive.
biologija.com.hr
Objavljeno u
Zaštita okoliša
Označeno u
Profesor sa Sveučilišta Nottingham dat će pregled svoje vizije energetske opskrbe UK isključivo obnovljivom energijom do 2030. godine te potencijala akumulacje energije u zraku. Profesor Seamus Garvey sa Odsjeka za mehaničko i proizvodno inženjerstvo te inženjerstvo materijala Sveučilišta Nottingham. Govorit će o potencijalu ogromnih plutajućih „farmi energije" u moru u blizini obale UK koje mogu proizvoditi „zelenu" električnu energiju za samo djelić troška njegovih najužih konkurenata. Profesor Garvey kaže: „Na trenutak zamislite da je obnovljiva energija najjeftiniji način dobivanja energije i da se ta energija može slati na zahtjev. Zamislite dalje da pejzaž ne moraju kvariti strukture koje su postavili ljudi kako bi se energija prikupila. „Utjecaj na svijet bio bi ogroman: sigurno opskrbljivanje jeftinom energijom za većinu zemalja, smanjeno uništavanje okoliša rudarenjem i vađenjem nafte/plina i nada u smanjenje klimatske promjene neovisno o politici." Profesor Garvey nedavno je osnovao vlastitu spin-out tvrtku – NIMROD Energy Ltd – koja se temelji na istraživanju Integriranih sustava obnovljive energije komprimiranog zraka (ICARES), koje se razvija još od 2006. godine. Tehnologija u svom središtu ima jednostavnu pretpostavku – korištenje ogromnih turbina pokretanih vjetrom za komprimiranje i pumpanje zraka pod ogromne podmorske „Vreće energije" (Energy bags™) usidrene na morskom dnu – ili geološke formacije gdje duboka voda nije dostupna. Zrak pod visokim pritiskom ekspandirao bi u posebnim garniturama turbo-generatora kako bi proizvodio elektricitet kad se traži – ne samo kad vjetar puše. Otvoreno predavanje profesora Garveya „Povećanje značenja obnovljivih energija" dotaknut će važna pitanja povezana s budućnosti tehnologija obnovljive energije, uključujući: Na razini sustava, što nam zapravo treba od obnovljive energije? Što nam zakoni inženjerskog skaliranja govore o troškovima po jedinici energije koje možemo postići i kako oni variraju ovisno o razmjeru? U kojem razmjeru postaje bitno za neke uređaje – naročito turbine pokretane vjetrom – da znatno izmijene svoj dizajn? Predavanje će biti održano u dva dijela, s tim da će prva polovica biti općenito dostupna neinženjerskoj populaciji. Dat će pregled opsega vizije profesora Garveya – turbine pokretane vjetrom promjera tisuću petsto metara sa čeličnim rešetkastim rotorima koje pokreće gotovo tisuću tona pokretnih klipova unutar svakog od njih, svaki podržan 3D plutajućim okvirima daleko na pučini. Oni mogu pohraniti oko 100 milijuna kubnih metara komprimiranog zraka pohranjenog duboko pod vodom u kupolama soli i „Vrećama energije"™ i sastojat će se od oko 200 milijuna tona materijala (pretežno morske vode) u plutajućim termalnim spremištima i oko 300 jedinica generatora ekspanzije po 250 MW svaki. Profesor Garvey također predviđa da će svaki pružiti značajan poticaj proizvodnji UK, jer će 75 posto tehnologije biti proizvedeno u Britaniji. Drugi dio predavanja bit će više tehničke prirode i namijenjeno inženjerima i studentima inženjerstva. Objasnit će što pokreće troškove mehaničke obnovljive energije (vjetra/valova/morskih mijena) i predstaviti strukturalni kapacitet kao oruđe kvantificiranja troškova. Otkrit će zašto je komprimirani zrak idealan posredni oblik između vjetra i elektriciteta, prikazati zašto se strukture rotora turbina pokretanih vjetrom, tornjevi i glavni nosači moraju promijeniti kako omjer raste te na osnovnoj razini proučiti kako se energija najbolje može promijeniti iz vrlo spororotirajućeg okvira. Na kraju, diskutirat će o potrebi za većim promjerom radi efektivnog termalnog pohranjivanja u podvodnom zračnom okruženju. Profesor Garvey dodaje: „Završit ću predavanje s izazovom za moju publiku inženjera – mogu li naći grešku u mojem zaključivanju i postoji li nešto u zakonima inženjerstva što bi nas spriječilo u razvoju ove tehnologije u ovim razmjerima? Osobno bih bio vrlo zainteresiran da čujem što misle, vjeruju li da imamo dovoljno vještina i srčanosti kao inženjersko društvo u UK da ostvarimo ovu ambicioznu viziju."
www.znanost.com
Kako pohraniti proizvedenu energiju u vremenu kada je ne koristimo jedno je od ključnih pitanja ako želimo u potpunosti iskorištavati potencijale energije vjetra. Tokom zadnjih godina predlagana su neka zanimljiva rješenja, a posljednje se trenutno čini najzanimljivije i najprihvatljivije. Prijedlozi koji su naišli na veliko zanimanje uključivali su korištenje baterija, hibridnih i električnih automobila, ili korištenje hidroelektrana (posebno reverzibilnih), no trenutno ne postoji velika količina električnih vozila, a neke lokacije na svijetu nemaju uvjete za izgradnju hidroelektrana, te je stoga prijedlog o pohrani energije u spremnicima sa komprimiranim zrakom trenutno najzanimljiviji. Za komprimiranje zraka kod konvencionalnih spremnika koristi se električna energija koja komprimira zrak u podzemne spilje ili akvifere. Taj zrak se ispušta i pokreće generator koji proizvodi električnu energiju onda kada je ona potrebna. Takvo skladište cijenom je deset puta jeftinije od baterija, no riješenje kao takvo se ne koristi mnogo jer zahtjeva lokaciju sa podzemnim hermetički zatvorenim prostorom za skladištenje. Pohranjivanje koprimiranog zraka u konvencionalnim nadzemnim spremnicima je nepraktično zbog velikih dimenzija i skupih spremnika. No, američka kompanija SustainX uspjela je smanjiti troškove korištenjem klipova za proizvodnju električne energije, umjesto korištenja agregata. Plinski agregat može proizvoditi električnu energiju iz malog raspona tlakova zraka, a klipovi mogu djelovati na većim rasponima, te zbog mogućnosti veće kompresije mogu pohraniti više energije. Uz to, klipovi odlično rade i kada je tlak u spremniku ispod razine potrebne za rad agregata. SustainX uspio je poboljšati i učinkovitost sustava povećavši količinu proizvedene električne energije smanjenjem gubitaka topline. Njihova tehnologija komprimira zrak korištenjem električne energije koja potiskuje klipove u cilindre. Kako bi se oslobodila energija, zrak koji ekspandira potiskuje klipove natrag, čime pokreće generator. Tanak mlaz vode unutar cilindra absorbira toplinu stvorenu kompresijom. Vruća voda se skladišti i utiskuje u cilindre u procesu ekspanzije, pa sustav ne treba dodatno gorivo za zagrijavanje zraka. Prskalice vode povećavaju energetsku učinkovitost procesa sa 54% na 95%, tvrdi suosnivač kompanije Ben Bollinger. Osnovno načelo komprimiranja zraka kojega je kasnije moguće koristiti za proizvodnju električne energije nije moguće unaprijediti, no razvoj spremnika i generatora mogao bi smanjiti njihove cijene, što bi smanjilo ukupne troškove i učinilo ovu tehnologiju dostupnijom. Kompanija SustainX demonstrirala je prototip snage 40 kW, te trenutno završava izgradnju prototipa snage 1 MW. Uz to, dobila je i kredit vrijedan 20 milijuna dolara za dodatno ispitivanje ove tehnologije.
www.vjetroelektrane.com
Danielle Fong, mozak iza inovativnog rješenja za pohranu energije koju razvija LightSail Energy, vjeruje kako su najpristupačniji izvori energije upravo oni koji su najviše zeleni. Međutim, mala zastupljenost i visoka cijena rješenja za pohranu energije, prvenstveno baterije, kočnica su razvoja i dodatni trošak zbog kojeg "zelena" energija trenutno stoji više nego energija iz konvencionalnih izvora. Kako bi smanjili troškove povezane upravo sa pohranom energije, u LightSail Energy-u došli su do inovativnog rješenja, skladištenja viška proizvedene energije iz obnovljivih izvora u komprimirani zrak te njenog ponovnog vraćanja u mrežu u vremenima vršne potrošnje. Skladištenje energije u komprimirani zrak nije novost, no većini sustava nedostaje skalabilnost ili jednostavno gube previše energije tijekom procesa skladištenja. Ideja je jednostavna. U vremenima velike proizvodnje iz OIE, te male potražnje, komunalna poduzeća mogu višak energije iskoristiti za pokretanje pumpi koje komprimiraju zrak. Međutim, za vrijeme kompresije, temperature zraka često mogu doseći i do tisuću stupnjeva Celzijevih, čime se velika većina energije izgubi kao toplina. U LightSail Energy-u namjeravaju popraviti navedeno stanje prskanjem vode na zrak tijekom kompresije. Voda hladi zrak te se zagrijava, a toplina iz vode može se hvatati čime dolazi do smanjenja gubitka energije. Proces je jednako učinkovit kao najbolje baterije, te se za svakih 10 kWh električne energije koja ide u sustav, 7 kWh može koristiti kad god je potrebno. Radi se o prvom sustavu koji filtrira vodu iz visoko komprimiranog zraka te je drugi sustav u razvoju koji može komprimirati zrak te ga proširiti za pokretanje generatora kada je potrebno. LightSail je riješio navedene izazove korištenjem spoja koji je učinkovitiji od čelika u sustavima spremnika komprimiranog zraka. Turbina koju je razvila tvrtka ne treba raditi na stalnoj brzini kako bi se dobila učinkovita kompresija, čime postaje idealna za korištenje u sustavima obnovljivih izvora energije. Jedan sustav veličine standardnog brodskog kontejnera uz jedinicu veličine automobila može pohraniti energiju koju generira vjetroturbina od 1 MW tijekom tri sata rada. Fong navodi kako ne postoje tehničke prepreke za razvoj većih jedinica koje će biti u mogućnosti pokretati cijele gradove uz pomoć pohranjene energije iz obnovljivih izvora. Prvi komercijalni sustavi trebali bi biti dostupni na tržištu krajem 2013. ili početkom 2014. godine.
www.croenergo.eu
www.croenergo.eu
Kako pohraniti proizvedenu energiju u vremenu kada je ne koristimo jedno je od ključnih pitanja ako želimo u potpunosti iskorištavati potencijale energije vjetra. Tokom zadnjih godina predlagana su neka zanimljiva rješenja, a posljednje se trenutno čini najzanimljivije i najprihvatljivije. Prijedlozi koji su naišli na veliko zanimanje uključivali su korištenje baterija, hibridnih i električnih automobila, ili korištenje hidroelektrana (posebno reverzibilnih), no trenutno ne postoji velika količina električnih vozila, a neke lokacije na svijetu nemaju uvjete za izgradnju hidroelektrana, te je stoga prijedlog o pohrani energije u spremnicima sa komprimiranim zrakom trenutno najzanimljiviji. Za komprimiranje zraka kod konvencionalnih spremnika koristi se električna energija koja komprimira zrak u podzemne spilje ili akvifere. Taj zrak se ispušta i pokreće generator koji proizvodi električnu energiju onda kada je ona potrebna. Takvo skladište cijenom je deset puta jeftinije od baterija, no riješenje kao takvo se ne koristi mnogo jer zahtjeva lokaciju sa podzemnim hermetički zatvorenim prostorom za skladištenje. Pohranjivanje koprimiranog zraka u konvencionalnim nadzemnim spremnicima je nepraktično zbog velikih dimenzija i skupih spremnika. No, američka kompanija SustainX uspjela je smanjiti troškove korištenjem klipova za proizvodnju električne energije, umjesto korištenja agregata. Plinski agregat može proizvoditi električnu energiju iz malog raspona tlakova zraka, a klipovi mogu djelovati na većim rasponima, te zbog mogućnosti veće kompresije mogu pohraniti više energije. Uz to, klipovi odlično rade i kada je tlak u spremniku ispod razine potrebne za rad agregata. SustainX uspio je poboljšati i učinkovitost sustava povećavši količinu proizvedene električne energije smanjenjem gubitaka topline. Njihova tehnologija komprimira zrak korištenjem električne energije koja potiskuje klipove u cilindre. Kako bi se oslobodila energija, zrak koji ekspandira potiskuje klipove natrag, čime pokreće generator. Tanak mlaz vode unutar cilindra absorbira toplinu stvorenu kompresijom. Vruća voda se skladišti i utiskuje u cilindre u procesu ekspanzije, pa sustav ne treba dodatno gorivo za zagrijavanje zraka. Prskalice vode povećavaju energetsku učinkovitost procesa sa 54% na 95%, tvrdi suosnivač kompanije Ben Bollinger. Osnovno načelo komprimiranja zraka kojega je kasnije moguće koristiti za proizvodnju električne energije nije moguće unaprijediti, no razvoj spremnika i generatora mogao bi smanjiti njihove cijene, što bi smanjilo ukupne troškove i učinilo ovu tehnologiju dostupnijom. Kompanija SustainX demonstrirala je prototip snage 40 kW, te trenutno završava izgradnju prototipa snage 1 MW. Uz to, dobila je i kredit vrijedan 20 milijuna dolara za dodatno ispitivanje ove tehnologije.
www.vjetroelektrane.com
Objavljeno u
Energijske tehnologije
Označeno u
Istraživači sa sveučilišta TU Delft u Nizozemskoj pokazali su kako se energetski prinos relativno jeftinih solarnih kolektora, napravljenih od amorfnog silicija, može znatno povećati: od oko 7 posto na 9 posto. Istraživač Gijs van Elzakker fokusirao se na solarne kolektore koji su napravljeni od amorfnog silicija. Za razliku od češće korištenog kristalnog silicija amorfni silicij ima veliku prednost da se solarne ploče mogu proizvesti relativno jeftino pomoću vrlo tankog sloja silicija (tankoslojni film solarne ćelije). Glavni je nedostatak solarnih kolektora napravljenih od amorfnog silicija što je njihov prinos relativno nizak. Dok kristalni silicij ostvaruje prinos od oko 18 posto, amorfni silicij je donedavno ostao na oko 7 posto. To je djelomično zbog toga što kolektori od amorfnog silicija trpe od tzv. Staebler-Wronski efekta. Ovaj fenomen, koji znanost još uvijek nije u potpunosti objasnila, manifestira se u prvim satima kada su paneli izloženi suncu. Zbog toga prinos pada za oko trećinu, s oko 10 posto na oko 7 posto. U svom doktorskom istraživanju Gijs van Elzakker istražuje prilagodbe u procesu proizvodnje koji bi mogli povećati prinos. Sloj silicija u solarnim panelima koje je proučavao dobiven je od plina silana (SiH4). Strukturu sloja silicija može se promijeniti razvodnjavanjem plina silana s vodikom tijekom proizvodnog procesa. Čini se kako upotreba vodika omogućuje smanjenje utjecaja negativnog efekta Staebler-Wronski. Van Elzakker se koncentrirao, između ostalih čimbenika, na udio vodika u silanu. On je utvrdio optimalan omjer vodika u silanu u procesu proizvodnje. Van Elzakker kaže: "Pokazali smo da se utjecaj efekta Staebler-Wronski znatno smanjuje na ovaj način. Ako bi se to znanje primijenilo u proizvodnji ovoga tipa solarnih ćelija, može se očekivati prinos od 9 posto." Otkrića Gijs van Elzakkera već se primjenjuju i u proizvodnji njemačke tvrtke Inventux Technologies, gdje sada radi.
www.znanost.com
Objavljeno u
Energijske tehnologije
Označeno u
Nanotehnologija obuhvaća širok raspon alata, tehnika i aplikacija koje jednostavno uključuju čestice reda veličine promjera od svega nekoliko nanometara do stotina nanometara. Čestice takve veličine odlikuju se jedinstvenim fizičko-kemijskim i površinskim svojstvima spremnima za nove načine uporabe. Doista, zagovornici nanotehnologije smatraju da bi ovo područje istraživanja moglo pridonijeti rješavanju nekih od najznačajnijih problema s kojima se suočavamo na globalnoj razini, kao što je osiguravanje opskrbe sigurne pitke vode za rastuće stanovništvo te rješavanje problema u medicini, energetici i poljoprivredi. U vlastitom osvrtu objavljenom u časopisu International Journal of Nuclear Desalination, znanstvenici s DJ Sanghvi College of Engineering u Mumbaiju, Indija, objašnjavaju da postoji nekoliko pristupa nanotehnologiji u pročišćavanju vode koji se trenutno ispituju, od kojih su neki već u uporabi. "Naprave za obradu vode koje sadrže nanomaterijale otprije su dostupne, a potrebe ljudskog razvoja za čistom vodom sve su veće", pojašnjavaju Alpana Mahapatra i suradnici, Farida Valli i Karishma Tijoriwala. Izuzev korištenja postojećih nanoskopskih pora sadržanima u filtracijskim membranama zeolita te nanokatalizatorima i magnetskim nanočesticama, metoda pročišćavanja vode nanotehnologijom oslanja se o uporabu nanoskopskih materijala kao što su ugljikove nanocjevčice i vlakna glinice za nanofiltraciju. Nanosenzori, poput onih temeljenih na titan-oksidnim nanožicama, odnosno nanočesticama paladija, koriste se u analitičkom otkrivanju zagađivača na uzorcima vode. Nečistoće s kojima se nanotehnologija može uhvatiti u koštac ovise o razini pročišćavanja vode na koju se tehnika primjenjuje, dodaju znanstvenici. Moguće ju je koristiti za uklanjanje naslaga, kemijskih ispusta, ioniziranih čestica, bakterija i ostalih patogena. Znanstvenici objašnjavaju da je otrovne elemente u tragovima kao što su arsen i viskozne tekuće nečistoće poput ulja također moguće ukloniti pomoću nanotehnologije. "Glavne su prednosti korištenja nanofiltera, za razliku od konvencionalnih sustava, manji pritisak neophodan da bi filter propustio vodu, učinkovitiji su, odlikuju se iznimno velikom površinom i lakše se čiste pozadinskim ispiranjem u usporedbi s konvencionalnim metodama ", tvrdi skupina znanstvenika. Na primjer, membrane ugljičnih nanocijevi mogu ukloniti gotovo sve vrste kontaminata vode uključujući i mutnoću, ulje, bakterije, viruse i organske zagađivače. Premda su njihove pore značajno manje, ugljične nanocijevi pokazale su da se odlikuju jednakim ili bržim protokom u odnosu na šire pore, vjerojatno uslijed glatke unutrašnjosti nanocjevčica. Nanovlaknasti filteri glinice i ostali nanovlaknasti materijali uklanjaju negativno nabijene zagađivače kao što su virusi, bakterije te organski i anorganski koloidi mnogo brže od konvencionalnih filtera. "Dok se aktualna generacija nanofiltera može smatrati relativno pojednostavljenom, držimo da će buduće generacije naprava za pročišćavanje vode temeljene na nanotehnologiji dosegnuti viši stupanj iskorištenosti najsuvremenijih nanomaterijala", zaključuju znanstvenici. Znanstvenici ističu da je niz temeljnih aspekata nanotehnologije doveo do zabrinutosti kako javnosti, tako i aktivističkih skupina. Priznaju da rizici povezani s nanomaterijalima nisu istovjetni kao rizici povezani s proširenim verzijama istog materijala uslijed mnogo većeg omjera površine u odnosu na nanočestice, koji ih može učiniti osjetljivijima od sipkog materijala te dovesti do dosad nepoznatih i neprovjerenih interakcija s biološkim površinama. Pročišćavanje vode temeljeno na nanotehnologiji još se uvijek nije pokazalo štetno, bilo za ljudsko zdravlje ili za okoliš, no znanstvenici ipak dijele općeprihvaćeno stajalište o poduzimanju daljnjih istraživanja o biološkim interakcijama nanočestica.
www.znanost.com
Objavljeno u
Zaštita okoliša
Označeno u
Curenje iz spremišta ugljičnog dioksida smještenog duboko pod zemljom kako bi se pomoglo u borbi protiv klimatske promjene moglo bi prodrijeti u vodonosnike pitke vode blizu površine tla te time deseterostruko, a na nekim mjestima i više, povećati razine zagađivača u vodi te može poništiti pozitivne učinke. Na temelju cjelogodišnje analize uzoraka iz četiri vodonosnika pitke vode „Otkrili smo da je potencijal za zagađenje realan, no postoje načini za izbjegavanje ili smanjivanje rizika" kaže Robert B. Jackson, profesor globalne okolišne promjene u Nicholasu i profesor biologije na Sveučilištu Duke. "Geološki kriteriji koje smo identificirali u studiji mogu pomoći identificirati lokacije diljem države koje treba nadgledati ili izbjegavati" kaže. "No u svakom slučaju nisu sve lokacije podložne problemima s kvalitetom vode." Studija je objavljena u internetskom izdanju časopisa Environmental Science & Technology. Spremanje ugljičnog dioksida duboko ispod površine Zemlje, proces poznat pod nazivom geoskevestracija, dio je niza novih tehnologija skupljanja i spremanja ugljika (CCS) koje su razvile vlade i industrije diljem svijeta kako bi smanjile količinu emisija stakleničkih plinova koji ulaze u Zemljinu atmosferu. Tehnologije koje su još uvijek u razvoju osmišljene su kako bi skupljale i komprimirale CO2, emisije na samom njihovom izvoru – obično električnim centralama i ostalim industrijskim postrojenjima – te transportirale CO2 do lokacija gdje može biti ubrizgan duboko ispod površine Zemlje radi dugoročnog pohranjivanja. Odsjek za energetiku SAD-a, u suradnji s industrijskim i akademskim sektorom, započeo je s planiranjem barem sedam regionalnih CCS projekata. "Strah od zagađenja pitke vode zbog pukotina koje propuštaju CO2 jedno je od gorućih pitanja vezanih uz CCS te je doprinijela protivljenju lokalnog stanovništva projektu" kaže Jackson, koji upravlja Centrom za globalnu promjenu Sveučilišta Duke. "Ispitali smo ideju u slučaju da CO2 polako curi iz dubokih formacija, na kojim mjestima može negativno utjecati na vodonosnike pitke vode u blizini površine, i zašto." Jackson i njegov kolega postdoktorand Mark G. Little prikupili su uzorke iz četiri vodonosnika pitke vode diljem zemlje koji se nalaze iznad potencijalnih CCS lokacija te su čuvali uzorke u svojim laboratorijima na Sveučilištu Duke tijekom jedne godine, ispitujući ih izlaganjem ugljičnom dioksidu. Nakon cjelogodišnjeg izlaganja ugljičnom dioksidu, analiza uzoraka pokazala je da „postoji određen broj potencijalnih lokacija na kojima curenje CO2 povećava količinu zagađivača deseterostruko ili više, u nekim slučajevima do razina iznad maksimalnog opterećenja zagađivačima koje je odredila EPA za pitku vodu" kaže Jackson. Tri su ključna faktora – mobilnost metala u krutoj fazi, kapacitet pohranjivanja karbonata te razmjena elektrona u vodonosnicima pitke vode koji se nalaze iznad spremišta ugljika – za koje je ustanovljeno da utječu na rizik zagađenja pitke vode zbog podzemnog curenja ugljika. Studija je također identificirala četiri markera koje znanstvenici mogli koristiti u testiranju na rana upozorenja na potencijalno curenje ugljičnog dioksida. "Zajedno s promjenama u koncentraciji karbonata i kiselosti vode, koncentracije mangana, željeza i kalcija mogle bi se koristiti kao geokemijski markeri curenja, budući da se njihova koncentracija poveća kroz dva tjedna izloženosti ugljičnom dioksid" kaže Jackson. Studiju je financirao Nacionalni laboratorij za energetsku tehnologiju Odsjeka za energetiku SAD-a te Centar za globalnu promjenu Sveučilišta Duke.
www.znanost.com
Sjeverno more omogućit će Velikoj Britaniji prirodni izvor vrijedan čak 10 milijardi godišnje ukoliko ga vlada počne iskorištavati kao spremište ugljičnog dioksida skupljenog s električnih centrala, tvrde znanstvenici. Velika Britanija ima više mjesta za pohranjivanje otpadnog CO2 nego druge sjevernoeuropske zemlje zajedno. Iznimka je Norveška, tvrde znanstvenici koji predviđaju da će skladištenje i upijanje CO2 biti jedno od industrija koje će procvasti u idućih 20 godina. Opseg prikladnih kamenih formacija ispod britanskih teritorijalnih voda, poglavito u Sjevernom moru, znači da bi Britanija mogla zarađivati i do 5 mld funti godišnje od prodaje licenci za pohranjivanje CO2 zemljama poput Njemačke, Danske i Poljske. Ovakvo tržište vrijedilo bi dodatnih tri do pet milijardi funti, a industrija bi otvorila oko 240.000 novih radnih mjesta - gotovo dvostruko više od trenutno zaposlenih u industriji nafte i plina u Sjevernom moru.Tehnologija za uklanjanje CO2 iz električnih centrala na fosilna goriva već postoji, ali je vrlo skupa. Naime, zbog nje su računi za struju za trećinu viši. Računi će se u idućih nekoliko desetljeća naglo smanjiti stvarajući tako novo tržište za sigurno skladištenje CO2 za koje je dno britanskih teritorijalnih voda idealno. Britanske podvodne stijene mogu zadržati do 150 milijardi tona CO2. Procjenjuje se da će do 2030. godine industrija zaposliti 60.000 ljudi. Mike Stephenson iz British Geological Survey, tvrdi da bi Velika Britanija trebala konkurirati američkom ulaganju u istu industriju. "U SAD-u već misle unaprijed", rekao je, "U Teksasu se već oglašavaju kao američki odvod CO2. Reklama kaže: Ako se želite riješiti svog CO2, mi ćemo ga pokopati i vama naplatiti." Ključ uspjeha za Veliku Britaniju je da vlada prije 2016. godine napravi bar četiri ili pet demonstrativnih projekata. Odjel za energiju i klimatske promjene već radi na takvom jednom projektu i razmatra još tri. Projekti bi trebali testirati različite vrste skladištenja i odlučiti se za najbolju opciju. Skladištenje CO2 uključuje kemijske procese koji uklanjaju CO2 ili iz plinova nastalih spaljivanjem ugljena ili prirodnih plinova. Tada se CO2 prikuplja, tlak mu se izjednačava, te se pumpa kroz cijevi u duboke geološke formacije koje se obično nalaze ispod dna mora. Projekt norveške tvrtke Statoil na Sjevernom moru započeo je još 1996. godine i skladišti milijune tona CO2 godišnje.
metro-portal.hr
metro-portal.hr
Objavljeno u
Zaštita okoliša
Označeno u
Uzorci dubokih sedimenata izvađeni s dna Beringovog mora upućuju na to da je regija bila bez leda tijekom čitave godine te da je biološka produktivnost bila visoka tijekom posljednjeg velikog toplog razdoblja u klimatskoj povijesti Zemlje. Ako se nastavi porast temperature moguće je da se ponovi stanje mora. Christina Ravelo, profesorica oceanskih znanosti na Sveučilištu California, Santa Cruz, predstavila je nova otkrića u govoru održanom 13. prosinca na jesenskom susretu Američke geofizičke zajednice (AGU) u San Franciscu. Ravelo i njezin suradnik Kozo Takahasni sa Sveučilišta Kyushu u Japanu vodili su ekspediciju u trajanju od devet tjedana u sklopu Integiranog programa za bušenje oceana (IODP) u Beringovo more prošlog ljeta ploveći na istraživačkoj brodici JOIDES Resolution. Istraživači su bušili 700 metara kroz stijenu i mulj kako bi izvadili sedimente taložene tijekom toplog pliocenskog razdoblja, prije 3.5 do 4.5 milijuna godina. "Dokaz iz toplog pliocenskog razdoblja važan je za studije trenutne klimatske promjene jer je to bio posljednji put u povijesti Zemlje da su globalne temperature bile više nego danas," kaže Ravelo. Razine ugljičnog dioksida u toplom pliocenskom razdoblju također su bile usporedive s današnjima, i prosječne temperature bile su nekoliko stupnjeva više, kaže ona. Klimatolozi su također zainteresirano za ono što nam to razdoblje može reći u učincima globalnog zatopljenja, posebno u polarnim regijama. Trenutna promatranja pokazuju brže zatopljenje u Arktiku u usporedbi s ostalim mjestima na Zemlji te u usporedbi s onim što se očekivalo na temelju globalnih klimatskih modela. Ravelo i njezina skupina pronašli su dokaze pojačanog zagrijavanja na polovima tijekom toplog pliocenskog razdoblja. Analize uzoraka sedimenata pokazuju da su prosječne temperature površine mora u Beringovom moru bile barem 5 stupnjeva Celzija više nego danas, dok su prosječne globalne temperature bile barem tri stupnja toplije nego danas. Uzorci iz ekspedicije pokazali su dokaze dosljedno visoke biološke produktivnosti u Beringovom moru kroz posljednjih pet milijuna godina. Sedimenti sadrže fosile planktona, kao što su diatomi, koji sugeriraju snažnu ekologiju organizama koja se održala od početka toplog pliocenskog razdoblja do danas. Osim toga, uzorci iz toplog pliocenskog razdoblja uključuju i dubokomorske organizme koji traže uvjete bogatije kisikom nego što su današnji, što sugerira da je miješanje vodenih slojeva u Beringovom moru bilo veće nego što je danas, kaže Ravelo. "Obično smatramo da je ocean uslojeniji tijekom toplih razdoblja, s manje vertikalnih pokreta u stupu vode" kaže ona. "Ako se ocean više miješao u razdoblju kad je bio topliji nego danas, onda moramo promijeniti način razmišljanja o oceanskoj cirkulaciji." Danas Beringovo more nije zaleđeno samo tijekom ljeta, no uzorci sedimenata upućuju da je tijekom toplog pliocenskog razdoblja bilo bez leda čitavu godinu. Prema Ravelo, uzorci ne pokazuju nikakve dokaze oblutaka i ostalog materijala koji bi led donio sa kopna u more te taložio na morskom dnu nakon što se otopio. Osim toga, istraživači nisu pronašli nikakve mikroorganizme koji se obično povezuju s morskim ledom, kaže ona. "Informacije koje smo pronašli dosta nam govore o prilikama tijekom posljednjeg razdoblja globalnog zatopljenja. To bi trebalo pomoći današnjim znanstvenicima koji pokušavaju razjasniti kako se oceanska cirkulacija i uvjeti na polovima mijenjaju zbog zagrijavanja Zemlje" kaže Ravelo.
www.znanost.com
Objavljeno u
Zaštita okoliša
Energetski Projekti
Energetski Video
Energetski Članci
Random članci
Random video
-
Koncept Solar Tower
Planirani projekt u Australiji. 2012. se planira izgrad...
-
Das Geheimnis der bosnischen Pyramiden
Dieser Dokumentarfilm über die erzählt die aufregende...
-
Altamont vjetroelektrana, SAD
Altamont je vjetroelektrana u Kaliforniji, SAD te je na...
-
Propusni beton za kišnicu
Urbanizacijom te betonizacijom zelenih površina u grad...
Web Administrator
Dario Hrastović, dipl.ing.stroj.
O nama
HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o. od 2004. se razvija u specijaliziranu tvrtku za projektiranje i primjenu obnovljivih izvora energije. Osnova projektnog managementa održivog razvitka društva je povećanje energijske djelotvornosti klasičnih instalacija i zgrada te projektiranje novih hibridnih energijskih sustava sunčane arhitekture. Cijeli živi svijet pokreće i održava u postojanju stalni dotok dozračene Sunčeve energije, a primjenom transformacijskih tehnologija Sunce bi moglo zadovoljiti ukupne energetske potrebe društva.
Kontakt info
HRASTOVIĆ Inženjering d.o.o.
Petra Svačića 37a, 31400 Đakovo
Ured:
Kralja Tomislava 82, 31417 Piškorevci
Hrvatska
E-mail: info@hrastovic-inzenjering.hr
Fax: 031-815-006
Mobitel: 099-221-6503