Domeniul energetic a cunoscut importante progrese în cursul anului 2015, fiind marcat în special de prezentarea deja celebrei baterii Tesla, dar și de importante progrese în obținerea unui sistem fiabil de producere a energiei prin fuziune nucleară, energie nepoluantă și fără gradul de risc al centralelor nucleare care funcționează pe principiul fisiunii nucleare.
La începutul lunii ianuarie o echipă de la Universitatea Princeton a prezentat cel mai mic laser din lume, de dimensiunea unui bob de orez, acesta demonstrând interacțiunea fundamentală dintre lumină și electronii în mișcare. Laserul, cu aplicabilitate în special în domeniul medicinei, este alimentat de un singur electron, consumul său de energie fiind de 1 miliard de ori mai mic decât cel al unui uscător de păr.
La începutul lunii mai compania californiană Tesla, care produce vehiculele electrice de lux cu același nume, a prezentat o "baterie pentru acasă", care va schimba, potrivit fondatorului firmei, Elon Musk, "întreaga infrastructură energetică din lume". Bateria, numită Tesla Powerwall, poate stoca electricitatea furnizată de panouri solare sau de rețeaua de electricitate în momentul în care se livrează energie ieftină — îndeosebi noaptea, ea poate fi folosită și în cazul unor opriri de curent. Bateria, concepută pentru a fi fixată pe peretele casei sau în garaj, ar putea face locuințele dotate cu panouri fotovoltaice total independente de rețelele electrice tradiționale. "Scopul nostru este transformarea totală a infrastructurii energetice mondiale, pentru a o face durabilă și fără emisii de carbon", a declarat Elon Musk presei înainte să prezinte Tesla Powewall la Los Angeles.
Bateria costă aproximativ 3.500 de dolari, este deja disponibilă pe piața americană, iar de anul viitor va fi disponibilă în întreaga lume. Potrivit lui Elon Musk, Germania ar trebui să devină o piață-cheie pentru acest tip de baterie, fiind una dintre țările cel mai bine echipate cu panouri fotovoltaice din lume. Ar putea fi folosită însă și în regiuni în curs de dezvoltare, unde rețelele electrice sunt adesea puțin fiabile, în pofida unei abundente energii solare, având potențialul de a juca un rol asemănător celui avut de telefonul mobil care a schimbat complet paradigma comunicațiilor, înlocuind telefonul fix.
La numai o lună după anunțul făcut de Elon Musk, un grup de cercetători de la Seul a prezentat o soluție inovativă de stocare a energiei, bazată pe chiștocurile de țigară, care amenință să concureze bateria Tesla. Filtrele de țigară conțin fibre folosite pentru a reține anumite particule periculoase pentru sănătate. Prin intermediul procesului de piroliză, cercetătorii sud-coreeni au modificat fibrele de acetat de celuloză din filtrele de țigară. Noul material obținut este format din carbon ce poate fi folosit pentru a stoca energie cu aplicații atât în domeniul automobilelor electrice cât și al turbinelor eoliene, al calculatoarelor și al dispozitivelor smart mobile.
Acest nou material obținut din fibrele din filtrele de țigară are o capacitate de a stoca energie mai mare decât cea a unor materiale folosite în prezent în acest scop, precum grafenul, condensatoare din nanotuburi și carbon. Proiectul derulat de cercetătorii sud-coreeni are însă potențialul de a rezolva două dintre principalele probleme cu care se confruntă sistemele de stocare a energiei — dimensiunea și costurile — deschizând o posibilă cale de îmbunătățire pentru astfel de sisteme.
Tot la începutul lunii iunie o companie canadiană General Fusion a anunțat că dezvoltă o serie de tehnologii și o metodă, în cadrul așa-numitului sistem "Magnetized Target Fusion" (MTF), pentru a face rentabilă obținerea de energie prin procesul complet nepoluant de fuziune nucleară. Pentru mulți, fuziunea nucleară este "Sfântul Graal" al energiei, deschizând perspectiva de a obține energie nepoluantă nelimitată prin același tip de reacții care se produc în furnalul nuclear al Soarelui.
Este indiscutabil faptul că potențialul oferit de fuziunea nucleară este extraordinar, însă deocamdată, cu tehnologia de care dispunem, acest proces necesită cheltuirea unei vaste cantități de resurse și efort, ceea ce-l face să nu fie rentabil (se obține tot atât de multă energie, sau chiar mai puțină decât cea introdusă în sistem pentru a genera reacția de fuziune). Pentru a iniția și susține reacția de fuziune este nevoie de temperaturi și presiuni extreme, apropiate de cele din centrul Soarelui, iar de aceea dezvoltarea unei tehnologii adecvate rămâne o provocare, conform Agenției Internaționale pentru Energie.
Spre deosebire de procesul de fisiune nucleară, folosit în centralele nucleare, proces prin care se obține energie din ruperea nucleului atomic în două (sau mai multe), fragmente de masă aproximativ egală, neutroni rapizi, radiații și energie termică (unde principalul pericol este reprezentat de radiații), procesul de fuziune presupune generarea de energie prin intrarea în reacție a două nuclee atomice pentru a forma un nou nucleu, mai greu (cu masă mai ridicată) decât nucleele inițiale. Marele avantaj al acestui tip de reacție este că nu produce radiații. Stelele generează energie prin fuziunea nucleelor de hidrogen care produce atomi mai grei, de heliu.
Conform site-ului companiei General Fusion, din British Columbia, sistemul "Magnetized Target Fusion" (MTF) constă într-o sferă umplută cu un amestec de plumb și litiu în stare topită. Asupra acestui amestec se acționează prin pompare pentru a genera un vortex în care este injectată apoi o plasmă restricționată magnetic (un gaz superfierbinte cu sarcină electrică). Pistoanele care înconjoară sfera sunt folosite pentru a crește presiunea din interiorul acesteia, "comprimând plasma până ajunge la condițiile necesare declanșării reacției de fuziune".
.jpg)
În luna iulie cercetători de la 'Ecole Polytechnique Federale de Lausanne' (Elveția) au prezentat o tehnologie care folosește energia solară cu ajutorul căreia moleculele de apă sunt separate rezultând un combustibil ecologic pe bază de hidrogen. Separarea moleculelor de apă pentru producerea hidrogenului permite energiei solare să fie mai ușor stocată pentru a genera electricitate sau combustibili alternativi pentru mașinile ecologice. Descoperirea are implicații majore în ce privește schimbările climatice pentru că energia solară ar putea constitui o reducere a dependenței față de utilizarea combustibililor fosili.
Noul tip de panou solar arată aproape la fel cu versiunea cunoscută care se montează pe acoperișul caselor, diferența notabilă fiind că razele de soare trec mai întâi printr-un strat subțire de apă aflat în interiorul panoului. 'Tungstenul diselenid', compus molecular chimic care nu este toxic, acționează ca un fotocatalizator și este foarte important pentru utilizarea energiei solare la separarea apei în oxigen și hidrogen. În prezent, aproximativ un procent din energia solară care trece printr-un panou poate fi transformată în energie pe bază de hidrogen, iar eficiența acestei descoperiri poate fi îmbunătățită până la aproximativ 10 procente pentru a fi valorificată la un nivel comercial extins.
La începutul lunii septembrie compania Apple a depus un brevet de invenție pentru dezvoltarea unei "pile de combustibil" pentru smartphone-uri, tablete și laptopuri, care ar permite utilizarea acestora până la 7500 de cicluri de încărcare. Autonomia smartphone-urilor, tabletelor și a laptopurilor este o problemă care revine adesea în actualitate. Multe produse și echipamente electronice utilizate în viața de zi cu zi pentru performanțele lor sunt totuși de multe ori evitate din cauza slabei lor autonomii.
Apple va putea probabil să remedieze acest neajuns prin dezvoltarea unei pile de combustibil care va putea spori autonomia produselor sale. Este un criteriu care a devenit esențial pentru consumatori și este decisiv în alegerea unui produs. Acest tip de baterie va permite livrarea unei tensiuni de doi volți și va asigura 7500 de cicluri de încărcare, fiind cu mult peste bateriile disponibile în prezent pe piață, care pot rezista aproximativ 1000 de cicluri de încărcare.
În ultima parte a lunii octombrie a fost prezentată o tehnologie inovativă de desalinizare a apei ce a fost dezvoltată în Egipt. Aproximativ 71% din suprafața planetei este acoperită cu apă, însă această apă este sărată. Îndepărtarea sării din apă nu este un proces ușor. Tehnologiile de desalinizare existente în prezent sunt costisitoare, necesitând o cantitate foarte mare de energie, este foarte greu să fie folosite de statele sărace. O echipă de cercetători de la Universitatea Alexandria din Egipt a obținut o membrană polimerică care poate desaliniza apă de mare cu o concentrație excepțional de ridicată în sare, producând apă potabilă cu un procent de 99.7% SR (salt rejection) printr-un singur proces de prevaporizare prin purjare cu aer.
Odată filtrată prin intermediul acestei membrane polimerice inovative, apa este vaporizată prin încălzire, într-un al doilea pas de purificare. Vaporii de apă sunt apoi condensați și colectați, rezultând apă potabilă. Această tehnologie oferă o metodă ieftină pentru a obține apă potabilă din apă marină și funcționează chiar și în cazul apei cu o mare concentrație de sare așa cum este cea din Marea Roșie. În plus, această metodă poate fi folosită și pentru a decontamina apele uzate și este accesibilă chiar și pentru țările sărace.
Surse: agora.md, agerpres.ro