Энергия от солнечных и ветряных источников впервые составила 10% мировой электроэнергии в первой половине 2020 года. Это произошло из-за сокращения работы угольных электростанций по всему миру, которые работали менее чем на половину своей мощности.
Несмотря на почти рекордное падение спроса на электроэнергию из-за пандемии, возобновляемые источники энергии имеют показатели в 1129 тераватт-часов за период с января по июнь. В прошлом году первое полугодие показало 992 тераватт-часов, согласно отчету аналитического центра Ember energy.
Аналитики отмечают, что доля энергии, получаемая от ветра и солнца, увеличилась более чем вдвое по сравнению с 2015 годом. Тогда возобновляемые источники электроэнергии давали 4,6% от общего показателя. Однако специалисты отмечают, что в этом году сильно упало производство угля, а именно на 8,3%. Такое падение стало возможно, даже несмотря на то, что одна из самых «загрязняющих» стран Китай только увеличила свою долю в мировом угольном парке.
«С 2015 года это невероятный рост [для солнечной и ветровой энергии], но даже 10% не являются достаточными для полной трасформации», — сказал Дэйв Джонс, старший аналитик по электричеству Ember. «30% выбросов от ископаемого топлива во всем мире приходится на угольные электростанции, поэтому угольная энергетика должна быть разрушена, чтобы ограничить изменение климата».
Анализ показал, что многие крупные страны, включая Китай, Соединенные Штаты, Индию, Японию, Бразилию и Турцию, в настоящее время производят по меньшей мере 10% своей электроэнергии за счет ветра и солнца. В анализе были особо отмечены Великобритания и Европейский Союз, которые получают 21% и 33% энергии из возобновляемых источников соответственно.
Напомним, что в соответствии с Парижским соглашением 2015 года страны обязались ограничить повышение температуры до «значительно ниже 2 °C выше доиндустриального уровня». Это может быть возможно за счет радикального сокращения выбросов. Организация Объединенных Наций говорит, что для достижения цели выбросы должны падать на 7,6% ежегодно в этом десятилетии.
Найдено вещество, превращающее CO2 и воду в этанол: топливо будущего
Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США, работающие с Университетом Северного Иллинойса, обнаружили новый катализатор, который может преобразовывать углекислый газ и воду в этанол с «очень высокой энергоэффективностью, высокой селективностью для желаемого конечного продукта и низкой стоимостью».
Новый катализатор изготовлен из атомарно диспергированной меди на основе из углеродного порошка и действует как электрокатализатор, находясь в электрическом поле низкого напряжения, когда вода и диоксид углерода проходят через него. Реакция разрушает эти молекулы, а затем выборочно перестраивает их в этанол с электрокаталитической селективностью, (или «фарадеевской эффективностью») свыше 90%. Команда утверждает, что это «намного выше, чем любой другой зарегистрированный процесс такого рода».
После создания этанола его можно использовать в качестве добавки к топливу или в качестве промежуточного продукта в химической, фармацевтической и косметической промышленности. Использование его в качестве топлива было бы примером «круговой углеродной экономики», в которой CO2, уловленный из атмосферы, эффективно возвращается обратно по мере сжигания.
Если в процессе используется возобновляемая энергия, тогда ситуация еще лучше; все, что будет утеряно в процессе — это пресная вода. Само по себе это обстоятельство является проблемой, но ее можно решить. Но на практике намного лучше управлять электромобилем, чем автомобилем, работающим на бензине и использующим этот этанол в качестве добавки. Хотя его эффективность по Фарадею может быть превосходной, общая электрическая эффективность не будет такой же; передача того же количества энергии в батарею даст больше энергии для вращения колес, потому что двигатели внутреннего сгорания ужасно неэффективны по сравнению с электрическими силовыми агрегатами. На этой стадии катализа также будут наблюдаться дополнительные (и существенные) потери мощности на этапах промышленного улавливания и транспортировки углерода.
На данном этапе также невозможно предсказать, каковы могут быть затраты. Уже существует ряд синтетических видов топлива, использующих каталитически улавливаемый диоксид углерода; например Carbon Engineering — одна из фирм, которая извлекает CO2 из воздуха для создания синтетической нефти, которая может быть переработана, например, в авиационное топливо высокой чистоты.
Такое синтетическое топливо должно конкурировать с обычным ископаемым бензином по цене. Не зная, как этанол, улавливающий углерод, конкурирует с биоэтанолом и другими видами топлива, сейчас очень трудно сказать, будет ли у проекта коммерческий успех и станет ли он тем фактором, который существенно изменит топливную индустрию.
Ученые превратили кирпичи в аккумуляторы энергии: дом из батареек
Команда ученых нашла способ превратить кирпичи в устройства хранения энергии, используя их для питания зеленого светодиода в качестве доказательства своей теории.
Каждый из нас представляет себе пользу обычной кирпичной стены — она наверняка удерживает крышу и не пропускает холод. Но потенциал кирпичей на этом не заканчивается, и группа ученых из Вашингтонского университета в Сент-Луисе поставила себе цель проверить, можно ли использовать кирпичи для хранения электроэнергии.
Команда начала с обычных красных кирпичей, наделив их дополнительными возможностями. Это стало возможно благодаря покрытию из проводящего полимера под названием PEDOT. Этот материал состоит из нановолокон, которые прокладывают себе путь внутрь пористой структуры кирпичей, в конечном итоге превращая все это в «ионную губку», которая проводит и хранит энергию.
В частности, эти блоки становятся суперконденсаторами, которые могут накапливать большее количество энергии, а также заряжаться и разряжаться быстрее, чем обычные батареи. Их можно сложить вместе, чтобы изменять размер накопителя в зависимости от потребностей. После укладки вся стена покрывается слоем эпоксидной смолы, чтобы внутрь попадало только электричество, а не грязь, пыль и вода.
В ходе испытаний команда продемонстрировала, что кирпич может заряжать до 3 вольт за 10 секунд, а затем питать зеленый светодиод в течение 10 минут. Он работал даже под водой. Команда утверждает, что такие блоки питания могут быть подключены к возобновляемым источникам, например к солнечным батареям, для питания множества микроэлектронных датчиков и источников света. А поскольку это суперконденсатор, кирпичи можно заряжать сотни тысяч раз каждый час.
«Кирпичи с покрытием PEDOT — идеальные строительные блоки, которые могут обеспечить, к примеру, питание аварийного освещения», — рассказал Хулио Д’Арси, ведущий автор исследования. «Мы предполагаем, что 50 наших кирпичей в сочетании с солнечными панелями смогут питать аварийное освещение в течение пяти часов».
Найден катализатор, превращающий углекислый газ и воду в чистый спирт
Исследователи из Аргоннской национальной лаборатории Минэнерго США вместе с коллегами из Университета Северного Иллинойса открыли новый полезный катализатор. Он в прямом смысле превращает воду в спирт – а точнее, в этанол. Нужен лишь электрический ток и диоксид углерода – углекислый газ, который загрязняет атмосферу.
Вещество относится к категории электрокатализаторов, оно состоит из атомарно диспергированной меди в углеродном порошке, и активизируется в электрическом поле. Если пропустить через катализатор одновременно воду и диоксид углерода, их молекулы будут разрушены. Освободившиеся атомы водорода, углерода и кислорода с селективной вероятностью в 90 % собираются в молекулу этанола. По словам ученых, подобной эффективности прежде достигать еще не доводилось.
Этанол, который получается в результате реакции, можно использовать как топливо или добавку к нему. Либо применять как привычное сырье в промышленности и химической отрасли. Если в качестве диоксида углерода брать напрямую уловленные промышленными фильтрами выбросы в атмосферу, а энергию для запуска процесса получать из возобновляемых источников, единственным узким местом реакции станет вода. Но ее можно получать, например, путем очистки стоков, и тогда условное предприятие сможет одновременно обеспечивать себя этанолом и ничего не выбрасывать в окружающую среду.
Ученые научились создавать самые яркие флуоресцентные материалы в мире
Ученые из Университета Индианы и Копенгагенского университета решили многолетнюю проблему создания сверх-ярких флуоресцентных красителей. Им удалось синтезировать молекулы, свечение которых не зависит друг от друга. В результате яркость излучения новых материалов по сравнению с традиционными возросла многократно. В молекулах новых красителей при наличии соседних частиц не происходит снижение интенсивности светового потока.
Спектр применения изобретения необычайно широк. Это солнечные батареи нового типа, новые лазерные установки, а также невероятные возможности печати и даже дизайна интерьеров. Чрезвычайно яркие материалы открывают множество новых технологических возможностей.
На данный момент работы по синтезу самых ярких веществ завершены. Но остается решить некоторые вопросы стабильности полученных материалов. В любом случае новые яркие красители уже сейчас превосходят все существующие аналоги по стойкости и долговечности.
Источник — EurekAlert
