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Desarrollos que permitirán abandonar la energía tradicional en favor de alternativas
Se habla mucho sobre la necesidad de obtener electricidad de fuentes renovables. Son ecológicos e ilimitados en uso.
¿Qué impide que las fuentes de energía alternativas reemplacen completamente a los minerales tradicionales hoy en día? Esto se ve obstaculizado por una serie de razones económicas, técnicas y políticas. Este artículo analiza las razones técnicas y los desarrollos que ayudarán a superarlos.
La energía alternativa está más ampliamente representada por las plantas de energía solar y eólica. Le dan al mundo una gran parte de la electricidad limpia.
Existe un problema común para todas las fuentes de energía eléctrica renovables. Se asocia con la necesidad no solo de generar electricidad, sino también de almacenarla. Después de todo, el sol no brilla por la noche y no siempre hace viento.
Hablando en términos generales, existe la necesidad de crear enormes baterías que acumulen energía si es excesiva y la regalen si no es suficiente.
Eso es sobre cómo funciona la batería de un automóvil. Cuando el motor del automóvil no arranca, todos los electrodomésticos del automóvil funcionan con una batería. Cuando arrancamos el automóvil, la batería de la fuente se convierte en un consumidor de electricidad. Y el generador se convierte en la fuente, cuya energía es suficiente para cargar la batería y alimentar los dispositivos. En nuestro caso, el generador es el sol o el viento.
Pero acumular electricidad a escala industrial no fue nada fácil. Uno de los métodos utilizados es convertir la electricidad en energía del agua. Para esto, se están construyendo dos depósitos, a diferentes alturas.
Cuando hay suficiente electricidad, las bombas bombean agua desde el depósito inferior al superior. Y cuando hay escasez, el agua se descarga en el depósito inferior, pasando turbinas que están conectadas a generadores eléctricos. La construcción de tal estructura cuesta miles de millones de dólares, y la pérdida de energía durante su uso es muy grande. Por lo tanto, los científicos se enfrentan a la tarea de encontrar una nueva forma de almacenamiento de energía.
Este problema puede resolverse en un futuro próximo. Los químicos han descubierto una nueva propiedad del vanadio, gracias a la cual se diseñó una batería de vanadio, que puede funcionar sin pérdida de capacidad hasta 20,000 ciclos. Pero lo más importante, el tamaño de estas baterías es casi ilimitado. Antes de este descubrimiento, el vanadio se usaba en la industria del acero para endurecer las piezas.
Un obstáculo para el desarrollo de la energía solar sigue siendo el alto costo de los paneles solares. Esto se debe a su diseño complejo, que requiere una unión pn, para crear un flujo de electrones constante.
Después de muchos años de investigación, los científicos de la Universidad de Pensilvania encontraron una nueva mezcla que emite una corriente de electrones por exposición a la luz solar, sin transición pn. Los estudios espectroscópicos han demostrado que el material puede emitir electrones por exposición a la luz visible. Los primeros materiales conocidos mostraron propiedades similares, solo de la radiación ultravioleta.
Este desarrollo no solo reducirá significativamente el costo de los paneles solares, sino que también aumentará la tasa de conversión. Dado que los paneles solares convencionales convierten la energía solar con una eficiencia de aproximadamente el 20%.
Indirectamente, el desarrollo de energía alternativa se verá afectado por otro evento importante: el descubrimiento por parte del científico ruso Konstantin Novoselov y Andre Geim en 2010 de nuevo material. grafeno. Se puede utilizar en electrónica moderna.
Todos estos desarrollos pueden mejorar los métodos para obtener energía de recursos renovables hasta el punto de que la extracción de carbón, gas y petróleo sea inapropiada.
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