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I motori di evaporazione potrebbero produrre più potenza del carbone, con un enorme avvertimento
Xi Chen
La tecnologia che può attingere alla potenza rinnovabile dell'evaporazione naturale dell'acqua potrebbe produrre una parte enorme del fabbisogno energetico della nazione, almeno in teoria (vedi 'Gli scienziati catturano l'energia dell'evaporazione per guidare piccoli motori').
I prototipi di 'motori azionati dall'evaporazione' generano potenza dal movimento di spore batteriche che si espandono e si contraggono mentre assorbono e rilasciano l'umidità dell'aria. Se potesse essere fatto in modo efficiente e conveniente, i dispositivi potrebbero fornire più di 325 gigawatt di capacità di generazione di elettricità, superando il carbone , secondo uno studio pubblicato martedì in Comunicazioni sulla natura .
Ciò, tuttavia, richiederebbe la copertura della superficie di ogni lago e bacino idrico più grande di 0,1 chilometri quadrati nei 48 stati inferiori, esclusi i Grandi Laghi, con array di dispositivi. Ovviamente, ciò sarebbe direttamente in conflitto con gli usi economici e ricreativi esistenti e solleverebbe una serie di serie preoccupazioni estetiche e ambientali. In particolare, interferire con l'evaporazione su scala sufficientemente ampia, attraverso un lago sufficientemente grande, potrebbe persino alterare il clima locale.
Ma il coautore dello studio Ozgur Sahin afferma che l'articolo è più un esperimento mentale progettato per sottolineare il potenziale della tecnologia e l'importanza di farla avanzare oltre la scala di laboratorio, piuttosto che qualsiasi tipo di proposta di sviluppo letterale.
Sahin, professore associato di scienze biologiche e fisica alla Columbia University, ritiene che potrebbe dare un contributo significativo agli obiettivi di energia pulita e clima, anche se non è mai stato implementato in nessun modo vicino alla portata potenziale evidenziata nello studio.
Dice che i primi casi d'uso potrebbero includere serbatoi remoti che già generano energia idroelettrica, dove è improbabile che interferisca con altri usi. Potrebbe offrire il vantaggio aggiuntivo di ridurre la perdita d'acqua per evaporazione, aumentando la quantità disponibile per la produzione di energia, l'irrigazione e altre esigenze.
Il team di scienziati ha anche creato una minuscola auto a evaporazione, soprannominata Eva.
Sahin e colleghi della Columbia lavorano da anni su questa tecnologia. In un 2015 carta , il team ha descritto un motore di evaporazione su cui si basava Bacillus subtilis le spore aderivano a pile di pellicola attaccate ai meccanismi dell'otturatore. Quando il dispositivo è posizionato sopra l'acqua, le spore assorbono l'umidità dall'evaporazione naturale e si espandono, aprendo l'otturatore e permettendo all'umidità di fuoriuscire. Le spore quindi si seccano e si contraggono, chiudendo nuovamente l'otturatore e consentendo all'umidità dell'aria aggiuntiva di fluire e riavviare il processo. Quando il dispositivo è collegato a un generatore, il movimento oscillatorio continuo genera una piccola quantità di energia.
Come Revisione della tecnologia del MIT riportato in precedenza: 'Una superficie d'acqua di otto centimetri per otto centimetri può produrre circa due microwatt di elettricità (un microwatt è un milionesimo di watt), in media, e può esplodere fino a 60 microwatt'.
Il team ha continuato a lavorare per migliorare l'efficienza e la scalabilità della tecnologia, esplorando materiali aggiuntivi e mezzi di adesione delle spore. Poiché la tecnologia è in gran parte basata su materiali biologici, il costo finale potrebbe essere inferiore rispetto alle celle solari fotovoltaiche e ad altre tecnologie che richiedono materiali appositamente fabbricati, ritiene Sahin.
In modo cruciale, Bacillus subtilis le spore continuano a svolgere il movimento meccanico necessario anche quando sono morte o dormienti.
Inoltre, la tecnologia evita in gran parte i limiti di intermittenza dell'energia eolica e solare perché, mentre i tassi di evaporazione cambiano, non si fermano. Inoltre, poiché i dispositivi riducono la velocità di evaporazione, aumentano anche la temperatura dell'acqua superficiale. La modellazione nel nuovo studio ha mostrato che, deliberando sull'alterazione della velocità di questo processo, potrebbero creare una sorta di batteria ad acqua termale che bilancia la produzione e la domanda. Quando accelerato, il calore nell'acqua aumenterebbe l'evaporazione, aumentando la produzione di energia.
Potremmo soddisfare la domanda di energia su base oraria circa il 98% delle volte in luoghi caldi e asciutti, afferma Sahin. Ciò significa che non è necessaria una batteria esterna per regolare l'intermittenza.