Sự tiến triển của công nghệ nhiên liệu sinh học

 Các nhiên liệu sinh học tiên tiến – đây là những nhiên liệu lỏng được tổng hợp từ các loại đường trong sinh khối xenluloza– đem lại 1 sự thay thế xanh, sạch và có thể tái tạo cho xăng, dầu diezen và các loại nhiên liệu phản lực. Tuy nhiên, việc đưa chi phí mua bán máy biến tần của việc sản xuất các nhiên liệu sinh học tiên tiến này xuống mức cạnh tranh với các nhiên liệu xăng dầu là 1 thách thức lớn.

Các nghiên cứu gia đến từ Viện Năng lượng Sinh học thuộc Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đã tiến thêm bước nữa cho việc đáp ứng thách thức này bằng cách phát triển 1 kỹ thuật mới để xử lý trước sinh khối xenluloza với các chất lỏng ion – muối là chất lỏng chứ không phải là tinh thể ở nhiệt độ phòng. Kỹ thuật máy biến tần giá rẻ mới này không đòi hỏi sử dụng những enzim đắt tiền như trong các phương pháp xử lý trước chất lỏng ion trước đây, và làm cho việc khôi phục các loại đường nhiên liệu và tái chế chất lỏng ion này trở nên dễ dàng hơn.

​

“Hầu hết các nỗ lực về những chất lỏng ion của chúng tôi đều tập trung vào việc sử dụng enzim để giải phóng các loại đường lên men từ sinh khối lignoxenluloza sau quá trình xử lý trước, nhưng với phương pháp mới thì không cần những enzim này nữa, chúng tôi sử dụng 1 loại axit làm chất xúc tác cho quá trình thủy phân các polisacarit sinh khối thành 1 dung dịch có chứa những loại đường lên men.

Triển khai trạm điện năng lượng mặt trời trên vũ trụ

 Nga có thể dẫn đầu thị trường thế giới về điện vũ trụ. Một thị trường như vậy sẽ xuất hiện khi có nhiều trạm điện năng lượng mặt trời hoạt động trong quỹ đạo. Mỗi trạm như vậy là một tấm pin mặt trời khổng lồ, chuyển năng lượng xuống trái đất dưới dạng chùm tia laser hay chùm bức xạ vi sóng. Các chuyên gia Nga đã phát minh ra phương pháp bán biến tần giá rẻ tốt nhất để giảm chi phí xây dựng các trạm điện vũ trụ như vậy và làm cho chúng được phóng vào không gian dễ dàng hơn. Thay vì một tấm cứng nặng hàng chục ngàn tấn như của người Nhật hay người Mỹ, các nhà khoa học Nga đề xuất một thiết kế pin mặt trời gồm một màng mỏng và dẻo không cần khung. Độ dày của tấm màng này là 12 micron. Trước khi được phóng lên may bien tan gia re, tấm màng khổng lồ đó được đặt trong một viên nang tương đối nhỏ, trong không gian nó biến thành một mặt phẳng và duy trì được hình dạng nhờ chuyển động quay chậm. Nga đã phát minh ra công nghệ độc đáo triển khai các cấu trúc màng mỏng như vậy và chế tạo được một thành phần thiết yếu khác cho năng lượng vũ trụ là sợi laser hiện đại.

Tổ chức hàng đầu của Roscosmos - Viện nghiên cứu chế tạo máy trung ương đang nghiên cứu lập ra một trạm như vậy. Phóng viên đài "Tiếng nói nước Nga" đã nói chuyện với giám đốc khoa học của viện, ông Vitaly Melnikov, người đã từng bảo vệ luận án tiến sĩ về đề tài "Gương vũ trụ". Ông Melnikov đã thiết kế chiếc Gương mặt trời, hoặc Cánh buồm năng lượng mặt trời như nó được gọi sau này. Tháng 10 năm 1992, chiếc gương này đã được đưa được tàu Tiến độ M-15 đưa lên trạm vũ trụ "Mir".

Giải nhiệt cho các tòa nhà bằng tấm panen

 Các nghiên cứu đã chứng minh mái nhà sơn trắng có thể giúp làm mát tòa nhà bằng cách phản xạ ánh nắng mặt trời.

Trong khi mái nhà màu xanh hạ nhiệt bằng cách cản trở ánh nắng mặt trời và cung cấp nguồn làm mát bằng bay hơi nước.

Hiện nay, nhóm nghiên cứu máy biến tần giá rẻ thuộc trường Đại học Stanford đã chế tạo được một tấm panen không chỉ phản xạ ánh nắng mặt trời, mà còn thu nhiệt từ trong tòa nhà và tỏa ra không gian ngoài khí quyển.

Trước hết, tấm panen giữ vai trò như tấm gương hiệu quả cao, phản xạ ánh nắng mặt trời mua bán máy biến tần.

Tìm kiếm phương pháp thu được nhiều năng lượng hơn

 Năng lượng mặt trời dùng trong gia đình đang dần trở nên phổ biến.

Tuy nhiên chi phí bán biến tần giá rẻ ban đầu cho việc sử dụng năng lượng này khá tốn kém với những tấm pin năng lượng mặt trời nặng nề được gắn cố định trên mái nhà.

Nhưng một kiến ​​trúc sư Boston đã thay đổi điều này khi cho ra đời những tấm năng lượng mặt trời nhẹ nhàng, may bien tan gia re linh hoạt như những tấm vải bạt thông thường.

Những tấm năng lượng mặt trời cho phép toàn bộ bề mặt di chuyển hướng tùy theo cường độ ánh nắng mặt trời giống như hoa hướng dương.

Thử nghiệm khả năng tách nước của lá cây nhân tạo

 Cơ quan nghiên cứu khoa học Không quân Mỹ đã phát triển dự án tạo ra lá cây nhân tạo – một thiết bị mua bán máy biến tần chạy bằng năng lượng mặt trời với giá rẻ, có khả năng tách nước thành hydro và oxy.

Nhằm cung cấp năng lượng máy biến tần giá rẻ cho các pin nhiên liệu.

Khái niệm về lá nhân tạo đã có một vài năm trước đây, khi nhà nghiên cứu Daniel Nocera gọi nó là “một trong những Chén Thánh của khoa học”.

Thiết bị này có kích thước nhỏ bằng một quân bài, hoặc một chiếc lá loại vừa.

No là phiên bản rút gọn của quá trình lá cây tạo ra năng lượng từ nước và ánh sáng mặt trời.

Thử nghiệm phương pháp tăng hiệu suất năng lượng quang điện

 Các nhà khoa học đang tìm kiếm một phương pháp để có thể thu được nhiều năng lượng hơn từ các tế bào quang điện mặt trời bằng việc sử dụng may bien tan gia re các nốt lượng tử vào trong các sợi quang học.

Pin năng lượng mặt trời hình cầu mới có thể giúp thu được năng lượng mặt trời gấp 2.000 lần so với loại pin truyền thống.

Hiện tại, một công ty Thụy Sĩ đã quyết định lựa chọn một phương pháp bán biến tần giá rẻ sử dụng sức mạnh lớn: phá vỡ các tế bào quang điện có sức mạnh tương đương với 2.000 lần năng lượng mặt trời.

Nhà máy Năng lượng quang điện (Airlight Energy), hợp tác với các nghiên cứu của IBM, ETH Zurich và Trung tâm khoa học ứng dụng của Đại học Liên bang Thụy Sĩ đang phát triển một công nghệ sử dụng gương phản xạ vòm để tập trung ánh sáng mặt trời vào một điểm hút các tế bào năng lượng mặt trời, mỗi điểm này chỉ chiếm ½ inch trên mỗi mặt.

Sử dụng tro như nguồn tài nguyên quan trọng

 Mỗi năm, hàng triệu tấn tro có hại cho môi trường được thải ra trên toàn thế giới và hầu hết được đổ xuống các bãi chôn lấp hay ở một số nước.

Tro này có thể được dùng làm vật liệu xây dựng. Một nhà nghiên cứu máy biến tần giá rẻ ở Đại học Lund, Thụy Điển hiện đã phát triển một kỹ thuật sử dụng tro để sản xuất khí hyđro.

Kỹ thuật có tiềm năng to lớn: tạo ra 20 tỷ lít khí hyđro mỗi năm hay 56 GWh điện.

Năng lượng này tương đương với nhu cầu điện hàng năm của khoảng 11.000 gia đình mua bán máy biến tần riêng biệt. Khí hyđro có giá trị và được nhiều người xem là một nguồn năng lượng ngày càng quan trọng, như làm nhiên liệu xe.

Chuyển đổi chất thải thực phẩm thành nhiên liệu xanh

Trong năm tới, bánh mì thiu, vỏ chuối, bã cà phê và chất thải thực phẩm khác sẽ được chuyển đổi thành nhiên liệu xanh may bien tan gia re dùng cho các xe buýt của thành phố Oslo.

Nhà máy khí biogas mới tại thành phố của Na Uy này sẽ không chỉ cung cấp nhiên liệu cho xe buýt mà còn cung cấp loại phân bón sinh học giàu dưỡng chất cho ngành nông nghiệp.

Nhà máy mới sẽ xử lý 50.000 tấn chất thải thực phẩm mỗi năm chuyển đổi thành nhiên liệu thân thiện với môi trường bán biến tần giá rẻ để phục vụ cho 135 xe buýt chạy trong thành phố cũng như sản sinh đủ lượng phân bón sinh học cho gần 100 trang trại quy mô trung bình ở địa phương.

Biogas là nhiên liệu không thải CO2 từ sinh khối từ chất thải thực phẩm, bùn cống và phân.

Tạo ra các sản phẩm công nghiệp bằng cách biến đổi CO2

 Các nhà nghiên cứu tại Đại học Georgia, Mỹ đã tìm ra cách để biến đổi CO2 trong khí quyển thành các sản phẩm công nghiệp máy biến tần giá rẻ.

Theo Giáo sư công nghệ sinh học Michael Adams - thành viên của Viện nghiên cứu Hệ thống năng lượng sinh học của Đại học Georgia:

"Về cơ bản, những gì chúng tôi đã làm là tạo ra một vi sinh vật có thể hấp thụ CO2 và tạo ra một cái gì đó có ích".

Trong quá trình quang hợp, thực vật sử dụng ánh sáng mặt trời để chuyển đổi nước và CO2 thành đường.

Nghiên cứu động vật có bao trong công nghệ năng lượng tái tạo

 Theo nghiên cứu từ Na Uy, động vật biển có bao (tunicate) có thể được sử dụng làm nhiên liệu sinh học và thức ăn cho cá.

Dưới đáy đại dương, dưới cầu tàu, và dây thừng tàu - là nơi mà loài động vật đuôi sống sinh sống. Động vật có bao là loài ăn bằng cách lọc nước biển hoạt động như những kẻ ăn vi khuẩn ăn và là một nguồn thực phẩm tại Hàn Quốc và Nhật Bản. Nhưng trong tương lai chúng có thể trở nên phổ biến may bien tan gia re hơn.

Năm nhà nghiên cứu tại trường Đại học Bergen (UiB) Uni Research đã phát hiện ra rằng một loài động vật có bao cụ thể - ascidiacea (còn gọi là hải tiêu) - có thể được sử dụng như một nguồn năng lượng tái tạo nhiên liệu sinh học và thức ăn cho cá. Đây là tin tốt cho ngành công nghiệp nuôi trồng thuỷ sản đang phát triển, trong nhiều năm qua, ngành này đã phải đấu tranh để tìm kiếm đủ thức ăn có chất lượng cho cá. Đây cũng sẽ là một triển vọng bán biến tần giá rẻ cho việc giảm phát thải từ giao thông.

Cellulose, protein và các axit béo omega-3 trong ascidiacea là nguyên nhân cho nhiều công dụng của nó.

Tạo ra bê tông bền chắc nhờ chất thải sinh học

 Các nhà nghiên cứu đã tạo ra một loại bê tông mới, bền chắc hơn và máy biến tần giá rẻ thân thiện với môi trường hơn nhờ sử dụng chất thải từ quá trình sản xuất nhiên liệu sinh học.

Bê tông là một loại vật liệu được sử dụng vô cùng rộng rãi và cũng có ảnh hưởng khá lớn tới môi trường – tạo ra từ 3-8% lượng khí thải các-bon ô-xít trên toàn thế giới.

Việc phát triển một loại xi măng thân thiện với môi trường mua bán máy biến tần sẽ mang tới lợi ích lớn.

Feraidon Ataie, nghiên cứu sinh về kỹ thuật dân dụng cho biết:

“Ý tưởng là sử dụng sản phẩm phụ từ quá trình sản xuất ethanol sinh học để tạo ra một loại vật liệu sử dụng trong bê tông như một phần thay thế cho xi măng.

Biện pháp tăng khả năng dự trữ các nguồn năng lượng

 Ngày càng có nhiều điện năng được tạo ra từ các nguồn năng lượng vô tận như năng lượng gió và mặt trời.

Những thiết bị dự trữ điện năng hiệu quả trở nên cần thiết để đảm bảo sự thiếu ổn định trong quá trình hoạt động may bien tan gia re của các nguồn năng lượng này.

Các nhà khoa học gần đây đã tạo ra một bước đột phát nhờ phát triển một loại pin dựa trên quá trình ôxi hóa khử có thể đạt được mức dự trữ điện năng lên tới 25 kW chỉ với một tấm pin kích thước 0,5 m2.

Các nhà khoa học sẽ trình bày loại pin mới lần đầu tiên tại hội chợ Hannover Messe diễn ra từ 8/4 tới 12/4.

Mặt trời và gió là những nguồn năng lượng quan trọng. Gần một phần tư lượng điện chúng ta đang sử dụng biến tần giá rẻ ngày nay tới từ những nguồn năng lượng tái tạo.

Nghiên cứu và phát triển nhiên liệu sinh học từ gỗ

 Sau một thời gian dài thí nghiệm, nhà máy thử nghiệm ethanol xenlulo của công ty Zeachem ở Oregon cuối cùng đã tạo ra nhiên liệu sinh học.

Tuần trước, công ty ZeaChem thông báo bước tiến này và gọi nhà máy Boardman là một trong những nhà máy nhiên liệu sinh học xenlulo hoạt động đầu tiên trên thế giới.

Đây là một bước tiến lớn để sản xuất ethanol từ nguồn nhiên liệu “phi thực phẩm”, do đó giải quyết vấn đề mua bán máy biến tần của ngành nhiên liệu sinh học về cuộc tranh cãi giữa sản xuất nhiên liệu và thực phẩm.

Jim Imbler, chủ tịch và cũng là giám đốc điều hành của Zeachem phát biểu: “Zeachem đang phát triển nhà máy tinh chế sinh học đầu tiên để sản xuất một loạt đa dạng các loại nhiên liệu sinh học và hóa chất sinh học thân thiện với môi trường và máy biến tần giá rẻ có tính kinh tế cao.

Cải thiện hiệu suất của hệ thống NLMT

 Đưa khái niệm “lá nhân tạo” - một thiết bị nhỏ, khi được đặt trong thùng nước và tiếp xúc với ánh nắng mặt trời, sẽ sinh ra các bọt khí hydro và oxy - đến gần với thực tế, nhóm nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Masachusetts đã công bố một phân tích chi tiết về tất cả các yếu tố có thể hạn chế hiệu suất của hệ thống này.

Phân tích mới phác thảo lộ trình cho chương trình nghiên cứu để cải thiện hiệu suất của hệ thống năng lượng mặt trời và nhanh chóng dẫn đến việc sản xuất một mẫu thiết bị thực tế, may bien tan gia re rẻ tiền và có khả năng thương mại.

Hệ thống lá nhân tạo sử dụng ánh nắng mặt trời để sản xuất năng lượng tích trữ như hydro thay cho điện được sử dụng trực tiếp bán biến tần giá rẻ.

Sau đó, nhiên liệu này được sử dụng theo nhu cầu để sản xuất điện thông qua pin nhiên liệu hoặc thiết bị khác.

Tầm cao mới của công nghệ vi mạch

 Một mẫu động cơ công nghệ nano vừa được đề xuất đưa ra. Theo đó, các chấm lượng tử sẽ được sử dụng để tạo ra điện năng từ nguồn nhiệt thải. Phát kiến này sẽ đưa công nghệ về vi mạch lên tầm cao hơn và hiệu quả mua bán máy biến tần hơn.

"Hệ thống rất đơn giản. Nó dựa trên đặc tính cơ bản của các chấm lượng tử là hấp thụ nhiệt”, giáo sư Andrew Jordan của trường Đại học Rochester nó. "Mặc dù hệ thống khá đơn giản nhưng lượng điện năng mà nó tạo ra sẽ lớn hơn nhều so với bất cứ động cơ công nghệ nano nào khác có trên thị trường máy biến tần giá rẻ tính đến thời điểm hiện tại."

Hệ thống động cơ này sẽ có kích thước cưc kỳ nhỏ và không có cấu kiện rời. Mỗi động cơ sẽ chỉ tạo ra một lượng điện năng rất nhỏ - khoảng 1/1.000.000 hoặc thậm chí ít hơn lượng điện năng mà một bóng đèn sợi đốt tiêu thụ. Việc kết hợp hàng triệu hệ thống động cơ với nhau theo cấu trúc tầng lớp để tạo thành một thiết bị có diện tích khoảng 2.54cm2 sẽ tạo ra khoảng 1W điện trên mỗi độ C chênh lệch nhiệt độ.

Tìm kiếm và lựa chọn những loại nhiên liệu tái tạo thay thế

 Trong quá trình tìm kiếm một loại nhiên liệu tái tạo thay thế cho xăng dầu thì những loại rượu nặng như iso-butan là một lựa chọn tiềm năng. Iso-butan không chỉ chứa nhiều năng lượng hơn ethanol mà chúng còn phù hợp hơn với hệ thống cơ sở hạ tầng dựa vào xăng, dầu đang tồn tại may bien tan gia re.

Tuy nhiên, để ứng dụng iso-butan vào thực tiễn, các nhà khoa học bán biến tần giá rẻ cần một phương pháp có thể sản xuất một lượng lớn iso-butan từ những nguồn tái tạo.

Các kỹ sư hóa học và nhà sinh học tại MIT đã tìm ra một phương pháp để thúc đẩy đáng kể quá trình sản xuất iso-butan từ men bia, chất vốn chỉ cho rất ít iso-butan.

Những nhà khoa học đã xử lý men bia để quá trình tổng hợp iso-butan diễn ra hoàn toàn trong ti thể (một bộ phận của tế bào).

Phát huy những điểm mạnh của công nghệ sản xuất điện

 Với mục tiêu giảm 80% các loại khí thải gây hiệu ứng nhà kính so với năm 1990, thế giới đang nghiên cứu tìm những giải pháp mới, mang tính khả thi và bền vững.

Nhà máy sản xuất điện nhiệt mặt trời tập trung ở Đông Bắc Los Angeles

Tám công nghệ sản xuất điện mới dưới đây được xem là những ứng viên xuất sắc cho mục tiêu nói trên và dự kiến không chỉ trở thành hiện thực mà máy biến tần giá rẻ còn mang tính "đại trà" vào năm 2050.

Thứ nhất là công nghệ nhiệt mặt trời tập trung trở nên thông dụng trong tương lai không xa. Hiện nay, công suất điện mặt trời mới chỉ đạt 12,4 GW, nhưng đến năm 2050 có thể tăng lên 2.000 GW. Công nghệ nhiệt mặt trời tập trung sử dụng hàng loạt gương khổng lồ để tạo ra nhiệt và điện năng.

Tại vùng Đông Bắc Los Angeles, Mỹ có nhà máy Sierra sử dụng công nghệ này, sử dụng 24.000 chiếc gương có tổng diện tích 20 mẫu Anh, có thể sản xuất được 6.400 MW. Trong tương lai mua bán máy biến tần, tại Mỹ sẽ có ít nhất 5 nhà máy kiểu này được xây dựng.

Biện pháp mới giúp tăng hiệu suất hoạt động của pin mặt trời

 Các nhà nghiên cứu đã tìm ra ra một cấu dạng silicon mới, mang tên Silicon BC8 có thể tăng hiệu suất hoạt động của pin mặt trời.

Nghiên cứu này được trình bày chi tiết tại tờ tạp chí Physical Review Letters, số tháng 1/2013.

Các nhà nghiên cứu tại Đại học California Davis tính toán hiệu suất may bien tan gia re có thể tăng thêm được tính toán dựa trên mô phỏng điện toán.

Với loại pin truyền thống, cứ một photon đi vào sẽ có một cặp lỗ hổng electron, do đó hiệu suất biến tần giá rẻ tối đa sẽ đạt 33%.

Công nghệ mới tạo ra các hồ chứa địa nhiệt

 Công ty phát triển năng lượng địa nhiệt AltaRock Energy đã tự nghiên cứu tạo ra các hồ chứa địa nhiệt bằng công nghệ của họ.

Gần đây, họ đã tạo ra được ba hồ chứa như vậy từ một chiếc giếng.

Điều này có nghĩa là sẽ có tiềm năng lớn đối với việc máy biến tần giá rẻ xây dựng một nhà máy địa nhiệt thương mại bởi vì nhiều hồ chứa hơn thì dòng điện sẽ lớn hơn.

Với những hồ chứa nhân tạo có thể tăng sản lượng điện, tổng chi phí mua bán máy biến tần để xây dựng một nhà máy địa nhiệt có thể giảm tới 50%.

Thay thế silicon bằng sợi nano trong công nghiệp quang điện

 Trong một nổ lực nhằm năng cao hiệu suất và giảm giá thành pin mặt trời, các nhà khoa học đến từ đại học Lund (Thụy Điển) đã phát hiện ra rằng sợi nano rất lý tưởng để thay thế loại bán dẫn silicon sử dụng lâu nay trong ngành công nghiệp quang điện may bien tan gia re.

Tính đến hiện tại, việc sử dụng sợi nano trong pin mặt trời vẫn còn trong giai đoạn nghiên cứu biến tần giá rẻ.

Tuy nhiên, sợi nano hứa hẹn sẽ mang lại nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với loại pin mặt trời dùng bán dẫn silicon truyền thống.

Do được chế tạo bằng một vật liệu duy nhất, pin silicon chỉ có thể chuyển đổi một phần quang phổ giới hạn.