С момента, когда был зажжен первый костер, энергия заняла прочное место в основании жизнедеятельности человека. Без энергии не обходится ни микроскопический процесс сгорания жира глубоко в организме человека, ни полет на Луну.
Найти, выделить и переработать энергию стало одной из основных целей практического применения науки. Энергетика прошла длинный путь от угольных печей до атомных электростанций, и еще больший путь ей предстоит пройти к использованию энергии солнца, возобновляемых источников энергии и термоядерному синтезу, если он все же будет осуществим. А пока человечество относится, по мнению экспертов, к цивилизациям такого типа, чей энергетический потенциал пока слишком мал, чтобы с ним считаться, и слишком неконтролируем, чтобы был резон его использовать без опасности взорвать планету.
Кажется, обычные зарядки скоро уйдут в прошлое — на смену им приходят GaN-зарядки, которые уже успели наделать шуму. Они меньше, легче и при этом заряжают смартфоны, ноутбуки и другие устройства быстрее, чем ты успеешь сказать «где мой кабель?». Но в чем именно заключается их секрет и почему о них так много говорят? Сейчас разберемся — как всегда, максимально простыми словами.
Когда речь заходит о черных дырах, мы обычно представляем что-то разрушительное. Ведь это буквально космические монстры, которые поглощают все на своем пути! Но что, если на самом деле черные дыры могут стать источником колоссальной энергии для человечества? Сегодня человечество нуждается в огромном количестве энергии, поэтому ученые начали задумываться: можно ли использовать силу этих загадочных объектов себе во благо? И оказывается — да.
Замена обычных лампочек на энергосберегающие — это отличная идея. Этот простой шаг помогает экономить деньги, снижать нагрузку на сеть и даже заботиться об экологии. Они продаются в каждом хозяйственном магазине и пользуются большой популярностью. Но задумывались ли вы о том, каким образом они помогают экономить энергию? Давайте разберемся в этом вопросе: как всегда, кратко и максимально простыми словами!
Аккумуляторы уже давно стали неотъемлемой частью нашей жизни. Они обеспечивают энергией все: от наших часов на запястье до электрических автомобилей. Даже смартфон, с которого вы читаете этот текст, работает на энергии небольшого аккумулятора. Мы настолько привыкли к этим маленьким источникам питания, что часто не замечаем их, пока не случится самое неприятное — они не разрядятся. Хотя современные батарейки разработаны так, чтобы служить максимально долго, у каждой из них есть свой предел. Чтобы понять, почему они перестают работать, нужно немного разобраться в их устройстве.
Термоядерная энергетика все еще далека от использования в промышленных масштабах, однако похоже, что время, когда это случится, уже не за горами. За последние несколько лет удалось установить несколько важных рекордов. Один из них совсем недавно был поставлен корейским реактором Кorea Superconducting Tokamak Advanced Research (KSTAR). В настоящее время он является одним из самых передовых реакторов в мире, несмотря на компактные размеры. В ходе последних испытаний, он обеспечивал устойчивую температуру термоядерного синтеза в течение почти минуты, а также показал способность удерживать чрезвычайно горячую плазму в течение более 100 секунд.
Еще совсем недавно ученые считали, что термоядерный синтез невозможно использовать в энергетике в земных условиях. В какой-то момент исследования в этом направлении были сведены к минимуму. Однако 2022 году команде специалистов впервые удалось получить в результате ядерного синтеза больше энергии, чем было затрачено на сам синтез. Правда, такого результата удалось добиться в лабораторных условиях. Технология была далека от применения ее в промышленных масштабах. Но самое главное, что ее эффективность сравнительно невысокая. Однако недавнее исследование показало, что на самом деле она может быть более совершенной, чем считалось ранее, а значит она может быть использована в будущем в электростанциях.
На днях в Японии открылся самый крупный на сегодняшний день действующий термоядерный реактор. Согласно задумке он является предшественником международного экспериментального реактора, который уже строится во Франции, и должен открыться в течение нескольких ближайших лет. Задача обоих реакторов заключается в получении так называемой “чистой энергии”. То есть на выходе реакторы должны будут дать больше энергии, чем было затрачено на ее получение. Если эти эксперименты будут успешными, в области энергетики произойдет революция, так как термоядерные реакторы смогут обеспечивать человечество доступной энергией в большом количестве.
В настоящее время сразу две компании, Arkenlight и NDB, работают над технологией, позволяющей производить алмазы из ядерных отходов и впоследствии их использовать для создания батарей. Впервые об этих технологиях стало известно еще в 2016 году, когда ученые из Бристольского университета заявили, что создали прототип батареи, превратив ядерные отходы в алмаз. Теоретически она могла бы решить сразу две проблемы — утилизации ядерного топлива и создания более совершенных батарей, чем все, что имеются в настоящее время. На практике же за последние семь лет батареи из ядерных отходов так и не появились. В результате возникает вопрос — насколько данная технология вообще перспективна?
Современный мир стремится идти по пути отказа от ископаемого топлива и перехода на различные электронные системы и электродвигатели. Для их работы обязательно должны использоваться редкоземельные металлы, и именно они займут центральное место в «зеленой революции», поскольку пока только с их помощью можно создать высокопроизводительные магниты. А они, в свою очередь, необходимы в процессе получения возобновляемой энергии. Например, они часто используются в таких механизмах, как ветряные турбины, высокотехнологичные генераторы и электромобили. Однако достать эти столь востребованные материалы не всегда легко. Но отчаиваться не стоит, ведь ученые видят решение в загадочном металле, который имеет космическое происхождение.
«Скоро мы будем ездить на работу на левитирующих поездах» – примерно такие выводы можно сделать, прочитав новости о сверхпроводнике LК-99, работающем при температуре окружающей среды. В конце июля ученые из Южной Кореи опубликовали результаты исследования об открытии сверхпроводящего материала, который можно использовать для создания эффективных электросетей. Более того, если LK-99 действительно существует, то может изменить правила игры во всем – от квантовых вычислений и медицинской визуализации до энергетики и транспорта. Большинство экспертов, однако, настроены скептически, а ученые по всему миру пытаются воспроизвести и проверить работу корейских исследователей. На данный момент наиболее достоверные проверки показали, что материал LK-99 не является сверхпроводящим при комнатных температурах. Так почему же он стал таким популярным? Давайте разбираться!
Солнце — нескончаемый и мощный источник энергии, который, теоретически, мог бы покрыть все потребности людей в электричестве. Однако эффективного способа преобразовывать энергию Солнца в электричество пока не существует. Конечно, есть солнечные панели, но они имеют несколько ключевых недостатков. Главный из них заключается в том, что эти батареи способны вырабатывать электричество только днем, причем для этого должна быть хорошая солнечная погода, в противном же случае их эффективность сильно падает. Проблему можно было бы решить, разместив панели в космосе на околоземной орбите, но как передать электричество на Землю, ведь провести кабель от спутника не получится? Похоже, что решение этой проблемы смогли найти Инженеры Калифорнийского технологического института. Они не только разработали технологию, но и успешно ее испытали, передав энергию с околоземной орбиты на Землю. По их мнению, это может стать прорывом энергетике.
Ученые Массачусетского университета в Амхерсте разработали технологию, которая позволяет добывать электричество из воздуха в прямом смысле этого слова. Разумеется, никакого нарушения закона сохранения энергии в этой технологии нет. В воздухе на самом деле содержится большое количество энергии, поэтому задача состоит лишь в том, чтобы извлечь ее и направить в провода или, к примеру, аккумуляторы. Свое новое открытие, которое именно эту функцию и выполняет, ученые назвали “общим эффектом Air-gen”. Прибор, построенный на этом принципе, уже успешно генерирует электричество и показывает большие перспективы.
Итальянские ученые совершили новый прорыв в области создания аккумуляторов для хранения энергии — они создали крошечную батарейку, которая полностью состоит из съедобных материалов. Размер нового источника питания равен одному квадратному сантиметру, он может поддерживать работу электроники на протяжении 12 минут и при необходимости перезаряжаться. Если кто-то случайно (или специально!) его проглотит, с ним не произойдет ничего плохого — батарея просто переварится в желудке. Звучит очень круто и высокотехнологично. Но возникает вопрос: зачем нужна такая батарея? Ученые видят в нем большой потенциал, о котором мы сейчас и расскажем.
В последнее время водород считается одним из наиболее перспективных источников энергии, так как способен питать не только автомобили, но и целые промышленные отрасли. В то же время при его использовании в окружающую среду не выделяется углекислый газ, который стал причиной глобального потепления климата. Но если водород имеет столько преимуществ, почему бы не перейти на его использование прямо сейчас? На это есть несколько причин. Одна из них заключается в том, что массовое производство этого газа может усугубить проблему нехватки пресной воды, количество которой во многих странах ежегодно сокращается с катастрофической скоростью. Однако ученые предложили другое решение — использовать для производства морскую воду, и даже объяснили как преодолеть имеющиеся технические сложности.
Несмотря на все усилия, которые предпринимает мировая общественность для того, чтобы перейти на возобновляемые источники энергии, нефть по прежнему остается, можно сказать, “двигателем” цивилизации. Но углеводороды, как известно, наносят большой ущерб экологии и климату. Причем выбросы происходят не только в результате их сжигания, но и в процессе переработки нефти, то есть разделения ее на отдельные компоненты. На этот процесс приходится 1% от общих годовых выбросов парниковых газов. Кроме того, переработка нефти требует огромного количества энергии — около 230 гигаватт. Это сопоставимо с годовым потреблением энергии целого штата в США, такого как Невада. Но, похоже, что ученые нашли более экологичный и энергозатратный способ переработки нефти. Кроме того, он удешевит этот процесс, в результате чего цена на нефтепродукты может снизиться.
Нынешний энергетический кризис в Европе может стать самым серьезным, как минимум, за последние 50 лет. Рост цен на энергоносители стал серьезной проблемой не только для рядовых европейцев и промышленности. Уже сейчас от сложившейся ситуации страдают некоторые направления науки. Дело в том, что многие институты эксплуатируют энергоемкие суперкомпьютеры, ускорители, лазерные установки и другое энергоемкое оборудование. Многим из них приходится сокращать количество важных исследований. Причем проблемы возникли еще в январе нынешнего года, то есть до событий в Украине. Если цены на энергоносители продолжат расти этой осенью и зимой, урон, который будет нанесен науке, будет критическим.
Из-за напряженной обстановки в мире, некоторые страны мира перестали получать от России газ. Летом это не доставляет особых проблем кроме, разве что, значительного повышения счетов. Но в зимнее время жителям лишенных российского газа придется очень нелегко — во многих домах попросту может исчезнуть отопление и людям будет холодно. Власти стран пытаются решить эту проблему при помощи возобновляемых источников энергии вроде солнечных панелей и ветрогенераторов. Но вот проблема — солнечные дни бывают не всегда, да и ветра дуют далеко не каждый день. Энергия, которая уже выработана, может храниться в изготовленных из лития аккумуляторах, но они стоят очень дорого и занимают много места. Недавно финская компания Polar Night Energy показала очень дешевую, но весьма эффективную технологию хранения выработанной энергии. Она представляет собой огромную батарею, заполненную грязным строительным песком. Звучит интригующе, не так ли?
Недавно мы рассказывали, о том, что мир оказался на грани серьезного энергетического кризиса, который может стать самым мощным за последние полвека. Причем виной тому вовсе не нехватка энергоресурсов, а исключительно политика. Как бы это парадоксально не звучало, но западные страны сами прилагают максимум усилий, чтобы скорее погрузиться в пучину энергетической катастрофы до того, как возобновляемые источники энергии начнут конкурировать с ископаемым топливом. Очередным серьезным вкладом в приближение такого кризиса может стать остановка магистрального газопровода между Россией и Германией, известного как “Северный поток”. Уже сейчас его мощность сократилась более чем в два раза. 15 июня “Газпром” заявил об остановке одной турбины, в результате чего объем перекачки уменьшился более чем на 40%. На следующий день компания была вынуждена остановить вторую из четырех турбин. В результате объем перекачки упал со 167 млн кубометров до 67 миллионов кубометров в день. Но почему турбины не ремонтируют и зачем вообще они нужны?
Энергетический кризис в Европе начал назревать еще осенью 2021 года, когда стали резко повышаться цены на природный газ и другие энергоресурсы. Вызвано это было сокращением поставок газа из Норвегии, России и США. В то же время стали сокращаться объемы добычи местного газа, о чем мы уже рассказывали ранее. В 2022 году ситуация ухудшилась, более того, по оценкам экспертов, ситуация будет усугубляться и дальше. В результате нынешний кризис может стать самым серьезным за последние 50 лет. То есть ситуация будет хуже, чем в 70-х и 80-х годах прошлого столетия. К такому выводу пришел Президент Ассоциации нефти и газа США Тим Стюарт. Но чем для мира обернется кризис и к чему нам готовиться? Попробуем далее разобраться в этом вопросе.
Сегодня, когда в мире существует огромное количество заболеваний, врачам нужно постоянно следить за состоянием здоровья своих пациентов. Каждый день ходить в больницу никто не захочет, поэтому в организмы людей с серьезными проблемами со здоровьем устанавливают крошечные датчики для слежения за частотой сердечных сокращений, уровнем сахара в крови и другими показателями. Крошечные устройства нуждаются в источниках питания, но нынешние батарейки слишком большие, поэтому инженеры пытаются сделать их как можно меньше. Недавно большой прорыв в этом деле сделали немецкие ученые — они разработали источник питания, который по размерам можно сравнить с пылинкой. На создание самой маленькой батареи в мире их вдохновила, как бы странно это не звучало, кулинария.