Торий, металл, названный по имени норвежского бога грома, Тора, является одним из самых энергонасыщенных элементов. В природе он более распространен, чем уран, и в отличие от последнего не нуждается в дорогостоящем процессе очистки и обогащения. Эти качества тория делают его одним из основных претендентов на использование в качестве топлива энергетики будущего. Вполне вероятно, что в недалеком будущем, именно благодаря торию весь мир сможет избавиться от зависимости от нефтяных, газовых скважин и от добываемых твердых энергоносителей.

А это, в свою очередь, может стать возможным благодаря норвежской компании Aker Solutions, которая приобрела патент Раббии (Rubbia) на использование ториевого топливного цикла, и специалисты которой в настоящее время занимаются разработкой малогабаритного энергетического ториевого реактора на основе ускорителя протонов. Успешная реализация этого проекта, оцениваемого в 1.8 миллиардов долларов, может привести к созданию сети миниатюрных подземных реакторов, вырабатывающих по 600 МВт энергии каждый. Малый размер этих реакторов обуславливает то, что на обеспечение его безопасности и поддержания работоспособности будут тратиться существенно меньшие средства, нежели на обеспечение и обслуживании крупногабаритных атомных электростанций.

Идея и патент технологии использования тория в качестве топлива для реакторов на основе ускорителей протонов принадлежит Нобелевскому лауреату Карло Раббии (Carlo Rubbia), бывшему директору CERN. Малогабаритный ускоритель частиц вырабатывает луч протонов, которые бомбардируют мишень из тяжелого металла, выбивая при этом свободные нейтроны. Торий является лучшим вариантом материала этой мишени, он способен выделить достаточно много нейтронов при попадании в него одного высокоэнергетичного протона.

Ядра атомов тория, поглотив нейтроны, преобразовались бы в ядра урана-233, весьма нестабильного изотопа урана, не обнаруженного в чистом виде в природе. Моментально расщепившиеся ядра урана-233 высвобождают большое количество энергии, которая приводит в действие собственно ускоритель протонов и электрогенератор, вырабатывающий энергию. Энергетического потенциала одной пригоршни тория, по словам Карло Раббии, достаточно для обеспечения энергией такого крупного города, как Лондон, в течение недели.

Следует добавить, что представители компании Aker Solutions утверждают, что до конца разработки и создания первого рабочего образца ториевого реактора нового поколения пройдет не больше пяти лет. А к тому времени, с очень большой вероятность, уже окончательно будут развиты и внедрены соответствующие электрические технологии, которые станут заменой бензину, газу и другим видам энергоносителей естественного происхождения.

На прошедшей неделе представители Китая объявили о том, что их новая субмарина Jiaolong завершила испытательный цикл из 17 погружений в Южно-Китайском море, во время одного из которых субмарина опускалась на глубину 3759 метров. Этот факт, уже сам по себе делает Китай пятой страной в мире, подводный аппарат которой преодолел отметку 3500 метров. Теперь эта субмарина будет направлена в строящуюся сейчас прибрежную научно-исследовательскую станцию, где она будет использоваться для поиска новых подводных источников энергии и залежей редкоземельных металлов на морском дне.

Согласно информации, опубликованной в издании China Daily, эта субмарина, весом в 22 тонны и длиной более в метров, способна погружаться на глубину до 7000 метров. На сегодняшний день в мире больше нет подобных субмарин, способных погружаться на такую глубину, даже российские субмарины «Мир» способны погружаться на глубину около 6000 метров.

Китайская энергетическая исследовательская программа была начата в 2002 году и началась она именно с разработки субмарины Jiaolong. В настоящее время, когда создание субмарины практически завершено, начат очередной этап этой программы в рамках которого уже начаты проектные работы по строительству исследовательской базы рядом с прибрежным городом Циндао (Qingdao), в провинции Шаньдунь (Shandong province). Эта база, под строительство которой уже выделено 65 акров земли, и строительство которой обойдется ориентировочно в 73 миллиона долларов, станет местом основного базирования субмарины Jiaolong.

Как уже упоминалось выше, основной задачей этой субмарины будут исследования, связанные с подводной энергетикой. Основываясь на результатах более ранних исследований, китайские ученые считают, что на морском дне, на глубинах от 4 до 6 тысяч метров, находятся богатые залежи редкоземельных металлов и гидрата метана, который является твердой формой природного газа. Согласно расчетам добытый на морском дне гидрат метана может полностью удовлетворить энергетический «голод» такого огромного государства, каковым и является Китай.

В свое время Никола Тесла говорил о возможности использования атмосферного электричества в качестве практически неиссякаемого источника энергии, но до сих пор человечество ограничивалось только извлечением энергии солнечного света, ветра и океана. Атмосферное электричество считалось специалистами не самым перспективным источником возобновляемой энергии из-за некоторых трудностей реализации этой технологии. Новые исследования, проведенные учеными из университета Кампинаса в Бразилии (University of Campinas, UC), позволили по-новому взглянуть на задачу получения энергии из атмосферного электричества. В результате этих исследований ученые точно определили, каким именно образом создаются электрические заряды в атмосфере, как они распространяются и каким образом они могут быть преобразованы в электрический ток, пригодный для использования.

Ранее ученые полагали, что крошечные капельки влаги, находящиеся в атмосфере являются электрически нейтральными, даже после того, как они входят в контакт с электрически заряженными частицами пыли. Но группа ученых под руководством профессора Фернандо Галембекка (Fernando Galembeck), ученого-химика университета Кампинаса, доказали совершенно обратное. В лабораторных экспериментах они распыляли в среде влажного воздуха крошечные частицы кварца и фосфата алюминия. В области, где распылялся кварц формировался отрицательный электрический заряд, в другом случае формировался заряд обратной, положительной полярности. Таким образом, получилось в одном объеме воздуха получить две области, между которыми наблюдалась разница потенциалов, которую без особого труда можно превратить в электрический ток.

«Наши эксперименты являются еще одним доказательством, что влага в атмосфере может накопить достаточно большой электрический заряд, который можно передать другим материалам, находящимся в этой области. Мы называем это явление «влажным электричеством»" – пояснил профессор Галембекк.

На основе данных, полученных в ходе исследований, ученые разрабатывают устройство, способное получать энергию практически ниоткуда, из движущегося влажного воздуха. Если солнечные батареи наиболее эффективно работают в условиях сухой солнечной местности, то новые устройства будут их антиподом – наиболее эффективно они будут вырабатывать энергию в условиях повышенной влажности. Так же ученые считают, что эти устройства, буквально вытягивающие энергию из воздуха, смогут служить эффективными устройствами грозозащиты, предотвращая возникновение грозовых разрядов в местах их установки.

В настоящее время ученые экспериментируют с различными видами материалов, надеясь найти вещества, которые будут в состоянии более эффективно содействовать формированию электрического заряда в атмосфере, чем вышеупомянутые кварц и фосфат алюминия. Полный отчет о проведенных группой профессора Гэлембека исследованиях был предоставлен на прошлой неделе, на встрече американского Национального химического общества (240th National Meeting of the American Chemical Society).

Пустыни и полупустыни – самые лучшие места для расположения солнечных электростанций, дешевая земля и много солнечного света. Но, к сожалению, ветер, поднимающий облака пыли и грязи, приводит к быстрому загрязнению поверхности солнечных элементов, что, в свою очередь, существенно снижает их эффективность. Несмотря на уже имеющиеся различные системы очистки поверхности, наиболее распространенным методом является ручная чистка поверхностей, но, посылка рабочего со шваброй в руках в местность, где температура окружающей среды достаточно высока, представляет, можно так сказать, не самые комфортные условия труда. Да и чистая вода в таких районах зачастую является дефицитом. Отсюда следует решение – солнечные батареи должны оборудоваться электрической системой самоочистки, использующей электрическую энергию, вырабатываемую самими солнечными батареями. И, технология таких самоочищающихся солнечных батарей давно уже разработана для эксплуатации в сухих и пыльных условиях поверхности Марса.

Технология основана на размещении тонких прозрачных проводников по всей поверхности солнечной батареи. Сетка этих проводников наносится на поверхность стекла или прозрачного пластика, покрывающего солнечные элементы и предохраняющего их от воздействий внешней среды. Эта сетка проводников используется так же в качестве датчика, с помощью которого измеряется количество пыли, осевшей на поверхности. Когда толщина слоя пыли достигает критического значения, на сетку проводников подается в импульсном режиме электрический потенциал, который сначала заряжает частицы пыли и затем оказывает отталкивающее воздействие. Пыль, отталкиваемая от поверхности, буквально стекает вниз оставляя чистой поверхность солнечной батареи.

Этот процесс, который длится около двух минут, позволяет удалить около 90 процентов осевшей на поверхность пыли, для его проведения требуется совсем небольшое количество энергии, которая вырабатывается самой же солнечной батареей.

Принимая во внимание тот факт, что за период с 2003 по 2008 год использование солнечных батарей увеличилось на 50 процентов, а в дальнейшем темп роста составляет около 25 процентов в год, у описанной технологии очистки поверхности есть очень широкая область применения. В пользу электрической системы очистки говорит так же то, что она может быть использована для очистки любых батарей, от маленьких, до крупномасштабных проектов. Так же эта система является единственной системой, не требующей использования воды или движущихся механических частей.

Массачуссетская архитектурная и дизайнерская фирма Choi+Shine на дизайнерском конкурсе Icelandic High-Voltage Electrical Pylon International Design Competition получила поощрительную премию за разработанный ими дизайн опор высоковольтных линий электропередач, выполненных в виде гигантских человеческих фигур, держащих в своих руках электрические провода. За этот проект фирма Choi+Shine так же была поощрена премией Бостонского общества архитекторов. Опоры, изображающие фигуры людей изготавливаются по таким же технологиям, как и обычные опоры. Так же совершенно традиционными являются их методы установки и укрепления на поверхности, но пейзаж с такими необычными опорами выглядит намного привлекательней.

Фигуры людей могут принимать разнообразные позы, для этого даже не надо вносить изменения в их конструкцию. Для этого разработано универсальное крепление, которое с легкостью позволяет крепить различные части опор совершенно в произвольных положениях относительно друг друга. Опоры, изображающие фигуры людей, могут быть размещены в виде пар людей, двигающихся или в одном направлении или в противоположных, глядящих друг на друга, стоящих на коленях или с наклоненной головой.

Такое разнообразие форм не означает, что процесс производства таких опор является сложным. Все опоры состоят из одного и того же набора конструктивных элементов, головы, туловища, ног и рук, которые просто устанавливаются в различных положениях.

В пояснительной записке к проекту дизайнеры компании Choi+Shine пишут: «Эти огромные и величественные коллосы, высотой по 50 метров, сольются с ландшафтом, став его частью. Но вместе с этим они будут продолжать служить людям, неся людям энергию ночью и днем, зимой и летом».

На страницах нашего сайта мы уже не один раз рассказывали о различных проектах уличного освещения, работающего на солнечной энергии, которая собирается и аккумулируется в течение светлого времени суток. Но все эти проекты так и оставались бумажными проектами, промышленным образом выпускались разве что маломощные автономные осветительные приборы для освещения дорожек, да и то, как правило, китайского производства. Так дело обстояло до недавнего времени, но теперь, благодаря стараниям компании Enertia Engineering, ситуация изменилась. Все дело в том, что компания Enertia Engineering начала производство уличных источников освещения, которые приводятся в действие солнечным светом, т.е. практически неисчерпаемым источником возобновляемой энергии.

Эти уличные фонари, получившие название EnerSolar, в качестве источников света используют самые последние модели мощных светодиодов (LED), обладающих высокой эффективностью и повышенной светоотдачей. Солнечные батареи, аккумуляторные батареи и источник света этого фонаря работают под управлением единой микропроцессорной системы управления, что придает устройству в целом очень высокую эффективность. Эта эффективность заключается в том, что аккумуляторные батареи, заряженные в течение одного полного светового дня могут обеспечить свет в течение трех ночей непрерывно, даже в том случае, если больше не производилась их подзарядка от солнечных батарей.

Конструкция фонаря EnerSolar достаточно проста и легка в установке. Для установки требуется всего лишь закрепить фонарь в необходимом месте с помощью специального кронштейна и зажимов. В конструкции не используется никаких дополнительных внешних коробок или соединений, что делает конструкцию достаточно вандалоустойчивой. Так как у фонарей EnerSolar отсутствует соединение с высоковольтной электрической сетью, то процесс их установки и обслуживания более прост и безопасен, чем установка и обслуживание обычных уличных фонарей.

Ускорители частиц, такие как Теватрон и Большой Адронный Коллайдер (БАК), в последнее время достаточно часто привлекают к себе внимание. Но, в настоящее время они используются только в научных целях, являясь очень дорогостоящими научными инструментами, с помощью которых ученые пытаются проникнуть глубже в тайны материи. Но, оказывается, что согласно данным научно-исследовательской работы 34-летней давности, повторно «всплывшей» на прошлой неделе, ускорители могут использоваться для производства энергии гораздо более эффективно и безопасно, чем это делается сейчас на ядерных электростанциях.

Роберт Уилсон (Robert Wilson), один основателей лаборатории Ферми (Fermilab), еще в 1976 году написал, что ускорители частиц, использующие для своей работы огромное количество энергии, могут вырабатывать еще во много раз больше энергии, ведь на ускорителях достаточно легко реализовать процесс расщепления атомов вещества.

Уилсон пришел к такому выводу после того как был создан один из первых ускорителей, названный Energy Doubler/Saver, первое устройство в этом роде, в котором были использованы магниты со сверхпроводящей обмоткой, охлажденной до криогенных температур. В этом ускорителе протоны, разогнанные до энергии 1000 ГэВ, сталкивались с атомами урана, один нейтрона, проходящий сквозь уран, вызвал появление 60000 нейтронов, которые, поглощаясь атомами урана, образовывали ядра плутония. Расщепляясь, ядро плутония производит 0.2 ГэВ энергии, таким образом, один разогнанный нейтрон привел бы к высвобождению 12000 ГэВ энергии.

Это, конечно, достаточно малая энергия, электрическая лампа, мощностью в 10 Вт, за секунду времени потребляет около 600000 ТэВ. Но, если учесть количество протонов в пучке и атомов, задействованных в реакции, то выход энергии может быть весьма существенным. При этом, такой реакцией достаточно просто управлять изменяя интенсивность пучка протонов, она никогда не станет неуправляемой.

Конечно, анализ и расчеты, сделанные в 1976 году не учитывают множества факторов, известных науке в настоящее время. Но интересен сам принцип реализации управляемой реакции расщепления. Вполне возможно, что на таком принципе смогут быть реализованы миниатюрные ядерные энергоблоки высокой мощности, которые будут использоваться в качестве устройств энергоснабжения космических кораблей и космических баз на поверхности других планет.

Германия в настоящее время занимает в мире лидирующее положение по использованию энергии, получаемой из возобновляемых источников энергии, доля экологически чистой энергии составляет 16% от всей электроэнергии, вырабатываемой в этой стране. И теперь, в планах правительства стоит сделать Германию первой страной в мире, которая к 2050 году полностью перейдет на энергию, получаемую из экологически чистых источников. Согласно исследованиям и анализу, проведенным специалистами федерального Агентства по охране окружающей среды, такой переход уже возможен с технической и экономической точек зрения.

Реалистичность поставленной задачи заключается в уже имеющихся на настоящий момент времени технологиях. Только в этом году в Германии были установлены установки по утилизации солнечной энергии, общей мощностью более чем 5000 МВт, которые совместно со всеми, установленными ранее, имеют мощность около 14000 МВт.

Еще одной задачей, поставленной правительством Германии, является уменьшение выбросов в атмосферу углекислого газа на 80-85% за последующие четыре десятилетия. Полное переключение на экологически чистые источники энергии даст в этой области уменьшение выбросов на 40%, в основном это выбросы электростанций, работающих на угле и природном газе.

Используя сверхвысокие давления, подобные давлению в глубинах Земли или на поверхности гигантских планет, ученые из Университета штата Вашингтон (Washington State University, WSU) получили компактный материал, который еще никогда до этого получить никому не удавалось, в добавок к этому, новый материал заключает в себе чрезвычайно большое количество энергии, сравниться с которым могут только ядерные материалы. Этот новый материал может быть использован для создания энергоносителей нового поколения, устройств хранения энергии или выступать в роли сверхокислителя, разрушающего опасные биологические и химические вещества. В некоторых условиях этот энергетический материал может выступать в роли высокотемпературного сверхпроводника.

Создавался этот материал в небольшой, высотой 5 см. и диаметром 7 см., «наковальне», изготовленной из алмаза. Эта «наковальня» зажималась в специальном прессе, который был способен создать чрезвычайно высокое давление. В полость был насыпан порошок из вещества дифлорида ксенона (xenon difluoride, XeF2), представляющего собой в обычных условиях кристаллы белого цвета и который широко применяется в производстве полупроводников.

Под влиянием увеличивающегося давления кристаллическая структура XeF2 претерпевала изменения. По достижению давления 50 ГПа структура материала превратился в двухмерную шестигранную структуру XeF4, подобную структуре графена, из-за чего материал приобрел явно выраженные полупроводниковые свойства. При повышении давления до значения свыше 70 ГПа структура материала превращается в трехмерную структуру XeF8, подобную структуре кристаллической решетки некоторых металлов.

В конечно счете, увеличив давление до значения более чем в миллион атмосфер, команда ученых, возглавляемая профессором химии Чонг-Шик Йо (Choong-Shik Yoo), получила совершенно новый материал, имеющий сложную связанную трехмерную структуру. При этом, огромное количество механической энергии от сжатия было сохранено внутри этого материала в виде химической энергии, удерживающей молекулы вещества в его кристаллической структуре.

В дальнейшем, воздействуя на полученный материал химическим, механическим или электрическим путем можно добиться того, что кристаллическая структура материала будет упрощаться, высвобождая при этом большое количество сохраненной в нем энергии.

Более подробное описание этих исследований и достигнутых результатов было опубликовано в журнале Nature Chemistry в статье «Two- and three-dimensional extended solids and metallization of compressed XeF2″.

Всем известно, что для того что бы электронное устройство работало надо вставить в него батарейки, да при этом еще и соблюсти их полярность. Это является одним из фундаментальных знаний, которое человек приобретает еще в раннем возрасте. Корпорация Microsoft объявила о новшестве, которое в буквальном смысле переворачивает с ног на голову вышеуказанное правило, новая технология, названная «InstaLoad», позволяет вставлять батарейки в устройства, совершенно не задумываясь о положительных и отрицательных полюсах. Эта технология позволит сделать электронные устройства более «дуракоустойчивыми» и защитит их от неквалифицированного вмешательства.

Технология «InstaLoad» предназначена для обеспечения удобства и экономии времени в обслуживании устройств, требующих частой замены батарей. Вставляя батарейки «InstaLoad» в плохо изготовленное устройство, человек остается свободным от необходимости разглядывать сквозь увеличительное стекло плохочитаемую маркировку полярности. В Microsoft считают, что технология «InstaLoad» может сыграть существенную роль в жизни людей, которые страдают плохой обучаемостью, имеют дефекты зрения или другие отклонения, но используют ежедневно электронные устройства с батарейным питанием.

Представители Microsoft утверждают, что «в отличие от других существующих электронных решений, разработанных для неполярной установки батарей, технология «InstaLoad» имеет чисто механическое решение, которое не использует дополнительное питание для собственных нужд и не требует сложных и дорогих электронных схемотехнических решений».

Контактная система «InstaLoad» подходит для батареек практически всех популярных размеров, CR123, AA, AAA, C или D. Она так же может использоваться в обычных химических батарейках и в перезаряжаемых аккумуляторных батареях.

В настоящее время запатентованная Microsoft технология «InstaLoad» может быть передана по лицензии третьим заинтересованным компаниям. Известная компания Duracell уже находится в числе первых компаний, которые собираются налаживать выпуск батареек с технологией «InstaLoad».