Energia z trawy
Wszystko wskazuje na to, że samochody przyszłości będą wyposażone w napęd elektryczny. Wiadomo też, że faworyzowanym źródłem energii dla takich pojazdów są ogniwa paliwowe. Wciąż jednak nie wiadomo, czy największą popularność zdobędą ogniwa zasilane tanim metanolem (lub innym alkoholem), czy też takie, które wymagają droższego, ale bardziej wydajnego wodoru. Choć koszty produkcji nie są jedynym czynnikiem przemawiającym przeciw wodorowi, z pewnością należą do najpoważniejszych. Jednak od czego mamy naukowców? Badacze pod wodzą Bruce\'a Logana z uniwersytetu Penn State zamiast tradycyjnej, nieekonomicznej elektrolizy proponują metodę wykorzystującą pracę odpowiednio dobranych bakterii. Mikroby – już używane przez Logana do produkcji wodoru ze ścieków – tym razem zostały "nakarmione" roślinną biomasą i potraktowane niewielkim prądem rozruchowym. Efekty przerosły najśmielsze oczekiwania: wydajność procesu przetwarzania celulozy wyniosła 68%, a kwasu octowego – aż 91%. Wyniki te są lepsze od elektrolizy od trzech do dziesięciu razy! Produkcja wodoru z roślin przebiega w kilku etapach. Najpierw części roślin podlegają fermentacji tak, aby powstał kwas octowy. Ten jest "zjadany" przez bakterie, które z kolei wytwarzają elektrony, protony oraz dwutlenek węgla. Drobnoustroje znajdują się w pobliżu anody "ogniwa elektrolizy bakteryjnej" (MEC – ang. Microbial Electrolysis Cell). Uwolnione w reakcji protony przenikają przez membranę jonowymienną w kierunku katody, gdzie po połączeniu z elektronami – już jako atomy wodoru – ulatują z ogniwa pod postacią gazu. Zdaniem naukowców, opracowany przez nich proces można łatwo zastosować w skali przemysłowej. Ilości prądu wymagane do jego prowadzenia są minimalne, materiałem wejściowym może być niemal każda masa organiczna, np. niejadalne części roślin uprawnych. Pewne zastrzeżenia może budzić wydobywający się podczas reakcji dwutlenek węgla, jednak w porównaniu z innymi metodami produkcji energii, problem ten raczej nie jest poważny. Warto przypomnieć, że wykorzystanie paliwa wodorowego nie powoduje zanieczyszczenia środowiska. Jedynymi produktami spalania tego gazu (chemicznego lub w ogniwie paliwowym) są para wodna oraz energia.
Komentarze (23)
mikroos, 17 listopada 2007, 12:48
Idiotyczny argument.
Po pierwsze, uparcie będę twierdził, że nie ma dowodu na wpływ zawartości CO2 w atmosferze na temperaturę na Ziemi. Jedyne "dowody" to czysta korelacja, żadnego badania potwierdzającego mechanizm tego procesu. Uprawiając podobną "naukę" można by stwierdzić, że produkcja coraz cichszych pralek automatycznych w Chinach powoduje modernizację na polskiej kolei - w końcu jedno i drugie dzieje się równocześnie, więc na pewno muszą być powiązane relacją przyczynowo-skutkową.
Po drugie, biomasa, gdyby została spalona w naturalnych warunkach przez mikroorganizmy, i tak wytworzyłaby tyle samo CO2, tylko energia zostałaby rozproszona bez korzyści dla człowieka. Także nie wytwarzamy CO2, tylko zmieniamy jego miejsce wytwarzania z lasu czy pola na bioreaktor. A to OGROMNA różnica.
----------
Ogólnie metoda brzmi rewelacyjnie, tym bardziej, że na mój stan wiedzy takie urządzenie nie powinno być drogie. A biomasy mamy do dyspozycji taką ilość, że głowa puchnie Niech jeszcze się okaże, że te bakterie mają enzymy celulolityczne, to technologia może się okazać prawdziwym przełomem.
jofre, 18 listopada 2007, 13:07
;D już widzę te samochody "pasące" się za miastem...
waldi888231200, 18 listopada 2007, 17:10
Uzyskując wodór z wody produktem ubocznym jest tlen a nim oddychamy , wypolając tlen z atmosfery dusimy się a rosliny są potrzebne do jego odbudowy, więc pomysł jest słaby.
mikroos, 18 listopada 2007, 17:37
Ale z drugiej strony wypalając biomasę w obecności tlenu wytwarzamy CO2, który przetwarza się na biomasę drogą asymilacji, więc rośliny rosną szybciej i produkują jeszcze więcej tlenu (pamiętaj, że na jeden mol CO2 Poza tym: nie traktuj tej metody jako spalania roślin, tylko raczej jako spalanie odpadów (np. resztki po żniwach). Mamy przeogromne zasoby niewykorzystanej biomasy, które aż czekają na wykorzystanie - i co więcej, można to zrobić bez szkody dla środowiska, bo nie trzeba będzie wycinać istniejących lasów, tylko porządnie zagospodarować śmieci, które i tak wytwarzamy, tylko obecnie nie mamy z nich wielkiej korzyści. Nie wprowadzamy do obiegu nowych zanieczyszczeń, jak w przypadku ropy, tylko puszczamy w obieg to, co i tak już jest na powierzchni i wróci do obiegu prędzej czy później. Pamiętaj, że w przeliczeniu na mol CO2 roślina "zwraca" tlen w całości do atmosfery, na dodatek nie wykorzystuje go w całości sama, więc z każdym kilogramem roślin więcej będzie więcej tlenu w obiegu. I co jeszcze fajniejsze, odzyskamy cały tlen, a do tego dostaniemy gratis kolejną biomasę dzięki CO2 i wodzie A kolejna biomasa to kolejna energia - proces sam siebie nakręca!
waldi888231200, 18 listopada 2007, 18:05
Problem ocieplania klimatu nie jest moim zadaniem niebezpieczny na razie, CO2 jest potrzebne roślinom , wieksza temperatura o 5 stopni zwiększy wegetację roślin i jedzenia będzie więcej.
Prawdziwy problem to dziura ozonowa a to oznacza brak tlenu (za mało roślin) i to nie tylko w stratosferze ale wokół nas (kiedyś go było 35%)
ok 20% a w zimie to i 16% w miastach do tego paliwa kopalne wprowadzają siarkę do atmosfery a ta pochłania światło i daje kwaśne deszcze.
Stąd uważam że produkcja wodoru z morskiej wody przez działanie promieniowania rtg lub uV lub elektrolizę dostarczy tlenu do atmosfery co przyczyni sie do poprawy zdrowia populacji ludzkiej, zmniejszy siarkę, oraz zwiększy ilość dostępnej słodkiej wody (poziom wód gruntowych obniżył się o kilka metrów) 8)
Jest kilka pomysłów na produkcję wodoru w eko-logiczny (z naciskiem na logiczny) sposób, są fundusze unijne i można by coś zrobić niestety jest potrzebny kapitał . Jeśli go masz startujemy tel.888-231-200 8)
mikroos, 18 listopada 2007, 18:09
W jaki sposób radioliza wody może PODNIEŚĆ poziom wód gruntowych?!
Dziura ozonowa - niezależna od wykorzystywania traw w celu spalania. Choć rzeczywiście jest to bardzo istotny problem. Fajnie by było, gdyby udało się stworzyć technologię umożliwiającą masową syntezę ozonu i wysyłanie go na odpowiednią wysokość za logiczną cenę
Użycie RTG - myślę, że to stanowczo zbyt duża ilość energii (zobacz, jak gigantyczną ilość energii zużywają maszyny do radioterapii - a skuteczne są przecież właśnie dlatego, że rozkładają wodę w komórkach i generują wolne rodniki). DUŻO lepiej zrobić to dzięki fotosyntezie. Proces napędza się sam (przecież rośliny rosną same), ilość wytworzonego tlenu jest kosmicznie wielka, zanieczyszczeń zero, a do tego raz na jakiś czas można nadmiar upraw skosić i zjeść
azkal, 18 listopada 2007, 21:52
Ja to się zawsze zastanawiam ile wodoru trafi bezpośrednio do komory spalania a ile po drodze ucieknie...
A właściwie jak skutecznie przechowywać wodór? – Tak aby straty były jak najmniejsze.
mikroos, 18 listopada 2007, 22:01
Z tego co wiem, niektórzy producenci proponują zamiast butli z gazem (hiperwybuchowym zresztą - pamiętacie Hindenburga?) płytę z lekkiego metalu, który reaguje z wodorem i zamienia się w niepalny wodorek tegoż metalu. I nic nie ucieka
azkal, 18 listopada 2007, 22:25
A to cwaniuchy ;D
mikroos, 18 listopada 2007, 22:32
I tak, i nie. Minus tego rozwiązania jest taki, że taka płyta w przypadku prototypu BMW ważyła 220 kg.
norbixx, 19 listopada 2007, 18:24
mam nadzieję, że ta technologia się wdroży. Już sobie wyobrażam te połacie pól, szkółek leśnych, których odpady trafiają do wodorowni(gdzie tworzyli by wodór), a potem do elektrowni wodorowej, jak czysto by było na ziemii:)
Paweł, 19 listopada 2007, 21:51
I tak przyszłość wszelkich biopaliw może być tylko w bioreaktorach wykorzystujących mikroorganizmy. Wszelkie uprawy polowe czy to zbóż, czy "mniej użytecznych" traw zbytnio konkurują z produkcją żywności. Dlatego rozwinięcie ich na szerszą skalę tak aby zaspokoić obecne potrzeby paliwowe nie ma szans. Każde uprawy zajmują miejsce, a już są protesty o zbytnie drożenie zbóż z powodu wykorzystywania ich do produkcji biopaliw.
Więcej na www.energiaodnawilna.republika.pl.
mikroos, 19 listopada 2007, 22:08
A może masz jakiś pomysł, czym te mikroorganizmy nakarmić, jeśli nie biomasą i uprawami? Bo o ile wiem, fotosyntezy jeszcze się nie udało ujarzmić na tyle, żeby móc ją zastosować na skalę przemysłową (choć pewnie jest to kwestia niedalekiej przyszłości), a same o ile wiem się nie nakarmią, to nie perpetuum mobile. Czym chciałbyś zasilać taki bioreaktor, skoro piszesz, że uprawy to zło?
azkal, 20 listopada 2007, 23:57
Fajna ciekawostka, ale mikroorganizmy nam nie pomogą – na dłuższą metę. Już nawet ONZ krzyknęło swoje „nie” dla produkcji bio-paliw – w sumie dla jednego z głównych składników – metanolu. Swój głos wspierali właśnie wzrostem cen żywności. Istnieją lepsze metody na pozyskiwanie czystej bądź dość czystej energii. A trawa niech się kompostuje, bądź na mleko...
mikroos, 21 listopada 2007, 00:15
Ale co ma wspólnego biopaliwo z mikroorganizmami?! Bo tego ciągle nie wyjaśniłeś.
azkal, 22 listopada 2007, 16:53
To już jest czepialstwo! >
Mam Ci wyjaśnić jakie są składniki biopaliwa (biodiesla)? Czy jakie mikroorganizmy przeprowadzają fermentacje alkoholową? Polecam google.
mikroos, 22 listopada 2007, 19:39
Eeejjjj, spokojnie, nie chciałem żebyś poczuł się atakowany, przepraszam
Trochę źle sformułowałem pytanie. Chodziło mi o to, że zaprezentowana technologia to nie takie sobie klasyczne produkowanie biopaliwa, czyli klasyczna fermentacja cukrów prostych do alkoholu w oparciu o drożdże. Klasyczny biodiesel powstaje w wyniku wykorzystania upraw, które powstały praktycznie wyłącznie w celu wytwarzania paliwa. A tutaj mamy do czynienia ze spalaniem odpadów (!!) po produkcji innych upraw - i na dodatek istnieje bardzo realna perspektywa, że będzie to spalanie celulozy, która do tej pory była bardzo ciężka i droga do rozłożenia z punktu widzenia człowieka, a której wytwarzaliśmy miliony ton, które się do tej pory zwyczajnie marnowały. Teraz mamy mikroorganizmy, które będą w stanie rozkładać celulozę, a nawet plastiki czy składniki ropopochodne i zamieniać je w energię (której nośnikiem będzie wodór)! Przyznasz sam, że to spora różnica. Nie ma mowy o wzroście cen żywności, a nawet jest szansa na ich spadek - jeśli będzie można zagospodarować odpady i wygenerować z nich dodatkową kasę, to rolnictwo ma szansę stać się bardziej opłacalne! Już widzę w perspektywie X lat, jak powstaje farma, na której wytwarzana jest żywność, odpady są spalane do wodoru, a uzyskany CO2 wraca na pole i jest ponownie asymilowany przez rośliny, które szybciej rosną
Teraz rozumiesz, co miałem na myśli? Raz jeszcze przeraszam, nie chciałem w żaden sposób Ciebie zaatakować.
waldi888231200, 22 listopada 2007, 23:59
Rozkładając wodę słoną w oceanach a wodór spalajac na lądzie podnosimy poziom pary wodnej w powietrzu która nocą spadnie jako rosa albo mgła a może deszcz co podniesie poziom wód gruntowych. Jesli tlen pójdzie do atmosfery to wcześniej lub później trafi do warstwy ozonowej. 8)
mikroos, 23 listopada 2007, 00:55
Tlen nie zamienia się w ozon ot tak sobie, to po pierwsze. Przecież już teraz powstaje mnóstwo tlenu, a ozonu i tak ubywa.
Natomiast co do radiolizy podtrzymuję zdanie, że to stanowczo zbyt drogie rozwiązanie.
waldi888231200, 23 listopada 2007, 02:59
już nad chmurami jest na tyle promieniowania jonizującego że powstanie ozonu problemem nie jest.
Tutaj też jesteś w błędzie bo powietrze znad bieguna praktycznie nie miesza się z powietrzem równikowym a tam są lasy produkujące tlen, tymczasem dziura ozonowa jest nad biegunem i tylko od czasu do czasu obsuwa się w naszą stronę.
Dodatkowo w zimie zawartość tlenu drastycznie spada w dużych miastach bo spaliny są cięższe od tleny zwłaszca zimą kiedy drzewa bez liści a kotłownie zasuwaja pełną parą. 8)
Ja nie pisałem o radiolizie bo ona tworzy zupełnie inne zagrożenie , miałem na myśli raczej elektrolizę ( tak nawiasem woda rozpada się już w UV) 8)
mikroos, 23 listopada 2007, 06:40
Ale to oznacza, że tlen jako ten lżejszy ucieka do atmosfery i tak. Ulatuje do góry (na dodatek wypychany w górę przez spaliny, które dążą do opadania) i zapycha dziurę ozonową, przynajmniej teoretycznie. My bezpośrednio jako "oddychacze" korzyści z tego tlenu nie mamy, ale ulatuje on do góry.
Poza tym sam napisałeś:
Gdyby to było takie proste, to tlen dostając się na określoną wysokość rozpychałby zapasy tlenu/ozonu/wszystkiego innego na boki i przepychał to nad biegun. A tak łatwo niestety nie jest - w związku z tym powinniśmy my jako Europa bardzo na tym korzystać, bo tlen uchodzi do atmosfery, zamienia się w ozon i jednocześnie nie ucieka do innych stref - powinniśmy mieć nad sobą ozonową kołderkę, a tak lekko też nie mamy, bo nad Europą warstwa ozonu też się nieco pomniejszyła (choć oczywiście nie tak bardzo jak nad Antarktydą). Ale to tak tylko dla uściślenia, nie wracajmy do tego.
To może zdecyduj się? Bo napisałeś w oczywisty sposób o radiolizie.
btw. jakbyś był tak uprzejmy, wyjaśnij mi, w jaki sposób działanie RTG/UV można nazwać elektrolizą, bo te właśnie dwa przykłady rozkładu wody podałeś, a teraz twierdzisz, że miałeś na myśli elektrolizę. Nie obraź się, ale to jest potwornie niespójne.
waldi888231200, 27 listopada 2007, 22:18
o UV to była uwaga że nie trzeba RTG żeby rozbić wodę i to dzieje się codziennie wokół nas i w atmosferze, natomiast mój pomysł jest oparty na elektrolizie jako zjawisku dość dobrze znanym i opanowanym (mały zasieg odziaływania, małe ryzyko eksploatacyjne) 8)
mikroos, 27 listopada 2007, 22:28
No to wybacz, ale było to tak koszmarnie niespójne z poprzednimi postami, że naprawdę nie szło tego połączyć w jedną całość bez takowego skojarzenia.