10 tecnologias emergentes na indústria de energia

A indústria de energia é um mundo vasto e mágico. Envolve combustíveis antigos, como carvão e diesel, e fontes novas, como energia solar e eólica . Fontes de energia como o gás natural atravessam a linha, como Madonna. Existe desde sempre, e achamos que sabemos tudo sobre isso, mas depois se reinventa e ficamos intrigados mais uma vez. Gás natural, sua substância astuta, você.

Mas as tecnologias da velha escola simplesmente não vão mais funcionar, em termos de custo ou meio ambiente. E as tecnologias da nova escola ainda não estão prontas para alimentar tudo, desde nossos smartphones até nossos carros.

É aí que entram essas 10 ideias. Esta lista tem tudo: micróbios peidando, óxidos redutores de poluição que soam como penteados terríveis e até vidro derretido como meio de armazenamento de combustível. Vidro fundido! Que legal isso, né? (Nada legal. Apenas espere até você ler o quão quente essas coisas podem ficar.)

Assim, as coisas antigas são reformuladas e as novas ficam prontas para o horário nobre. E tudo isso já está aqui, ou a caminho – em breve.

1. Limpando Carvão
2. Empurre energia em um carro elétrico
3. Simplifique a turbina
4. Aproveitando o movimento do oceano
5. Obtenha sua própria grade
6. Limpe a água de fraturamento
7. Aproveitar o sol
8. Poder de peido de inseto!
9. Bateria de respiração aérea
10. Despoluir Diesel
11. Nota do autor

Conhecemos o carvão . É preto e desagradável e fuliginoso e faz com que as mariposas britânicas evoluam do branco para o preto para se esconder dos predadores. Ela existe desde sempre e alimenta usinas elétricas há tanto tempo quanto há usinas elétricas para alimentar.

A questão é que o carvão é barato, fácil de encontrar e nós dominamos a mineração. É também o combustível para os países emergentes que talvez estejam menos antenados com a poluição e as mudanças climáticas.

O lado bom dessa nuvem negra pode ser o FutureGen 2.0. É um aplicativo? Um site construído em 2002? Um preenchimento de horário de baixo orçamento, tarde da noite, no SyFy? Não. É uma usina de quase zero emissões sendo construída em Illinois. Mais de 90% de suas emissões de carbono serão capturadas e armazenadas ( captura e armazenamento de carbono , ou CCS, é uma grande coisa para os nerds de energia). O processo, conhecido como oxi-combustão, queima o carvão com oxigênio e dióxido de carbono em vez de ar antigo normal. Esse processo também elimina as emissões de mercúrio, enxofre e óxido de nitrogênio.

Você é inteligente, talvez até um pouco nerd. Você acompanha a tecnologia mais recente; talvez até se considere um dos primeiros a adotar. Você é vendido em carros elétricos , e talvez você já tenha um. Esses pequenos pneus, esses corpos arredondados, essas abordagens silenciosas que permitem que você se esgueire pela cidade.

Sua mãe, porém, ela não é nenhuma dessas coisas. Ela usa o navegador que veio com seu computador, pelo bem de Turing. Um carro elétrico está além dela. Ela vai ficar presa. Ela não poderia visitar sua irmã no próximo estado. E se ela quisesse sair para uma tarde na praia com as amigas da igreja? E daí se ela nunca fez isso antes?

Os sonhos da sua mãe podem se tornar realidade sem emitir uma única molécula de dióxido de carbono, graças à bateria mais densa de energia do Sistema Envia. É uma bateria de íons de lítio que embala duas vezes mais energia por grama do que as baterias dos carros atuais. Para obter toda a tecnologia para os geeks, a bateria usa um ânodo feito de silício envolto em pequenas capas de grafite para aumentar o desempenho sem causar o derretimento da bateria após um ciclo de carga, o que geralmente acontece com o silício nas baterias.

Eles também tornaram a bateria mais fria (não mais explodindo em chamas, à la MacBooks por volta de 2007) e mais barata, e eles se encaixam nos slots que as montadoras já estão construindo para a atual safra de baterias. Não que sua mãe vá acreditar em você.

Algumas pessoas olham para um campo de turbinas eólicas brancas girando e veem um futuro mais limpo e brilhante. Pássaros com flores silvestres em seus lindos bicos gorjeiam ao redor de suas cabeças como Cinderela costurando seu vestido. Os brilhos são opcionais, mas recomendados.

Algumas pessoas olham para aquelas turbinas e veem as lâminas da morte rodopiando. Desculpe, passarinhos.

Digite o Saphonian, que não é o vilão em um novo filme de Star Trek, embora devesse ser. É uma turbina eólica sem pás. Parece um pouco com uma antena parabólica em um caule, em vez de um moinho de vento projetado pela Ikea. Além de não matar os amigos da Cinderela, o Saphonian é mais fácil para os ouvidos de humanos e animais e converte a energia eólica em energia com mais eficiência. É um ganha-ganha. Ou um vento-vento, se você gosta de trocadilhos.

Você sabe o que dizem: não é o tamanho da onda, é o movimento do oceano . Acontece que isso é bem verdade. E agora Maine está testando isso com o primeiro gerador de maré a ficar online e realmente alimentar as coisas.

Quase todos os estados com litoral se interessaram em capturar a energia das ondas da água , mas a Baía de Fundy (por que isso soa engraçado quando você diz em voz alta?) está tornando isso realidade com o Maine Tidal Energy Project.

A primeira turbina operará sozinha por um ano, gerando 150 quilowatts para a rede à medida que a água passa pela turbina a cerca de 11,3 quilômetros por hora. Uma vez que todos os bugs são resolvidos da primeira turbina, cerca de 20 mais irão zarpar e fornecer cerca de 3 megawatts de energia quando todos estiverem conectados. Isso é suficiente para abastecer 1.200 casas. Não muito, mas é um começo.

Há algumas pessoas, muitas vezes em calças de cânhamo e sapatos veganos, que querem sair da rede e viver na terra em harmonia com a natureza. Ou talvez eles queiram enfiar no homem. Ou talvez estejam numa prisão de segurança máxima.

A prisão de Santa Rita em Alameda, Califórnia (é perto de San Francisco, não é surpresa) usa uma série de células de combustível , painéis solares , turbinas eólicas e geradores a diesel para alimentar sua própria microrrede. Toda a energia da prisão é gerada no local, o que significa que não precisa se conectar a uma usina central ou estar na rede. Quando uma tempestade corta a energia na Alameda, a eletricidade da cadeia ainda está ligada. Isso é um alívio, hein?

Além da segurança, a microrrede fornece energia mais limpa por menos dinheiro. Na verdade, a prisão economiza US$ 100.000 por ano e vende parte de seu excesso de energia de volta à rede. E como os painéis solares e as turbinas eólicas estão ligados a baterias e geradores a diesel, a natureza inconstante do sol e do vento não causa quedas de energia. Eles têm backup.

Fraturamento (ou fraturamento hidráulico, para aqueles que não gostam de soar como se estivessem xingando um pouco) para gás natural é uma prática controversa. No lado positivo, está nos dando acesso a mais gás natural em nosso próprio país, o que o torna mais barato. No lado negativo, grandes quantidades de água são necessárias para tirar o gás do solo, e há muitos produtos químicos envolvidos que acabam sendo armazenados... ou não.

Mas espere! Uma empresa chamada Ecosphere tem uma solução que facilita um pouco a maldade do fracking. Ela desenvolveu uma maneira de usar ozônio para substituir alguns dos produtos químicos do fracking. O processo envolve a criação de radicais livres na água de fraturamento usada, que ajudam a desinfetá-la. Em seguida, uma corrente elétrica passa pela água, o que faz com que quaisquer sais na água caiam no fundo, onde podem ser removidos.

Uma vez que a água é desinfetada e dessalinizada, ela pode ser usada novamente no poço de fraturamento. Como um poço pode usar até 4 milhões de galões de água, qualquer reutilização que possa ser extraída dessa água, por mais imperfeita que seja o fraturamento, ainda é uma melhoria do fraturamento.

Rápido! Pense em energia solar! A imagem que você provavelmente veio em sua mente é um telhado coberto de painéis pretos brilhantes. Direita? São células fotovoltaicas . Eles fazem o poder quando o sol brilha. Quando está nublado ou o sol está inconvenientemente do outro lado do planeta, eles não o fazem.

Entre com energia solar concentrada, ou CSP - se você quiser soar legal sobre energia alternativa. Essas coisas concentram a energia do sol como uma lupa sofisticada pairando sobre uma pobre formiga indefesa na calçada. Mas, em vez de queimar formigas inocentes, a energia é tão intensa que se torna quente o suficiente para aquecer um fluido, geralmente sais fundidos, a algo em torno de 537,8 graus Celsius. Este fluido pode ser armazenado, com energia dentro dele, até que seja necessário. Em seguida, pode alimentar uma turbina ou motor para criar eletricidade .

Isso já parece chique, e é, mas vai ficar mais chique. E mais quente. Se os pesquisadores conseguirem, a energia do sol aquecerá o fluido, que será algo como vidro derretido (o que soa super legal), a mais de 1.093,3 graus Celsius. Isso será, em teoria, muito mais eficiente e muito mais barato do que os sistemas CSP já em uso. E VIDRO FUNDIDO!

Existe alguma coisa que as bactérias não podem fazer? Parece que toda vez que nos viramos, eles estão causando epidemias e fazendo o bem em nossas entranhas e resolvendo equações quânticas. Claro, talvez eles não façam matemática avançada, mas eles peidam metano. E nós gostamos disso. Sério.

Esses carinhas, que vivem em Stanford e Penn State com seus amigos cientistas, são chamados de metanogênicos. Parece que eles deveriam ter uma participação especial em "Breaking Bad". Eles não fazem drogas. Na natureza, se você puder imaginar metanógenos de vida livre, eles comeriam dióxido de carbono do ar e elétrons do gás hidrogênio e excretariam (a palavra dos cientistas; sabemos que significam peido) metano puro.

Os cientistas descobriram que, se os metanógenos forem alimentados com um fluxo de elétrons de fontes de energia livres de emissões, como células solares e parques eólicos, para acompanhar seu prato principal de CO2, os peidos de metano resultantes podem ser transformados em combustível para aviões. , navios e carros.

Caso você não tenha ficado impressionado com o CSP cuspidor de fogo, que um dia usará vidro derretido como fluido de armazenamento (ainda frio), que tal uma bateria que respira ar ?

O problema com a energia solar é que, quando o sol está brilhando a todo vapor, as usinas de energia solar funcionam como gangbusters. Eles podem liberar tanta energia que a rede nem sabe o que fazer com ela. Então uma grande nuvem aparece e o jogo acaba. Então, todos estão procurando uma maneira de manter a energia criada nos bons tempos para liberar durante os tempos sombrios. Tempos sombrios literais, não metafóricos.

Então agora há uma bateria de ferro-ar que pode usar o processo de ferrugem para armazenar energia. Não, você não pode trazer seu velho Pontiac Grand Am para a instalação solar local e estacioná-lo no gramado da frente como um favor. As baterias de ferro-ar existem há décadas, mas eram loucamente ineficientes. No entanto, adicionando um pouquinho de bismuto (a parte rosa do Pepto-Bismol), essas novas baterias de ferro-ar são dez vezes mais eficientes. E mais barato. E mais seguro. E mais amigo do ambiente.

Por muito tempo, o diesel teve uma reputação terrível. E isso mereceu. Era fedorento e imundo, e enviado de nocivas nuvens negras dos canos de escapamento de pequenos carros nojentos. Claro, ele tem mais milhas por galão do que gasolina , mas vale a pena quando você pode ver e sentir o cheiro da poluição?

Ao longo dos anos, engenheiros e químicos trabalharam para limpar a reputação do diesel , e o mais recente em diesel limpo é uma grande melhoria em relação ao material antigo. Mas cientistas da Universidade do Texas em Dallas acham que encontraram uma maneira de reduzir a poluição e o custo da limpeza do diesel.

Como o diesel atualmente usa platina – isso mesmo, o material de que são feitos os sonhos das estrelas do hip-hop – para reduzir a poluição, usar qualquer outra coisa o tornaria mais barato. O novo material é um material feito pelo homem, feito pelo homem, chamado mulita. Não só é mais barato, como seria de esperar de um óxido chamado mulita, mas reduz a poluição do óleo diesel em 45%.

Nota do autor: 10 tecnologias emergentes na indústria de energia

Quase toda vez que escrevo um artigo para o , aprendo algo novo e passo o aprendizado para você. Isso realmente não é preciso dizer.

Mas eu amo a ciência. Adoro rovers em Marte e ratos com orelhas nas costas. Eu amo peidar micróbios e vidro derretido. Escrever um artigo como este significa que eu tenho que ler um monte de artigos científicos e procurar nos intertubes por coisas novas e legais que estão sendo relatadas neste exato minuto.

Aproveitei a oportunidade para me inscrever no feed RSS ou boletim informativo de cada uma de minhas fontes e para obter uma cópia de um relatório governamental de 300 páginas sobre energia enviado a mim em PDF. Eu nem cheguei a usá-lo como fonte para este artigo! Nossa! Talvez na próxima vez...

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