يمكن أن يحل المعدن المسحوق محل الوقود الأحفوري ، ويزيل انبعاثات غازات الاحتباس الحراري

تتمثل إحدى المشكلات الأساسية في استبدال الوقود الأحفوري في جميع أنحاء الاقتصاد الصناعي الحديث في صعوبة العثور على وقود بديل للفحم والنفط والغاز الطبيعي. يشير تقرير جديد صادر عن باحثين في جامعة ماكجيل إلى أن مسحوق الوقود المعدني يمكن أن يكون بديلاً فعالاً للوقود الأحفوري الذي نعتمد عليه حاليًا ، مع خفض انبعاثات الكربون والتكاليف البيئية في الوقت نفسه.

وفقًا للبروفيسور جيفري بيرجثورسون ، فإن زيادة الطاقة المتجددة جديرة بالثناء ، ولكنها لا تعالج سوى جزء من المشكلة. لا توفر الطاقة الشمسية ولا طاقة الرياح ما يكفي من الكهرباء لقيادة السيارة مباشرة ، ناهيك عن الشحن. يمكن لتقنية البطارية سد هذه الفجوة إلى حد ما ، لكن التحسينات السابقة للبطارية ببساطة لا تنمو بالسرعة الكافية لسد الفجوة. كما يوضح الرسم البياني أدناه ، فقد تحسنت كثافة طاقة البطارية بنسبة 3٪ تقريبًا سنويًا منذ عام 1910.



سعة البطارية بمرور الوقت.

سعة البطارية بمرور الوقت. لا تدع القفزات تخدعك - فالاتجاه طويل المدى منخفض للغاية.



في غياب تحسن هائل وغير متوقع في تقنية Li-ion ، هناك حاجة إلى شيء آخر. أدخل الوقود المعدني المسحوق.

الأسرى (د) يؤسس للاقتصاد الحديث؟

أولاً ، الخبر السار: على عكس بطاريات Li-ion ، التي تتمتع بكثافة طاقة بائسة تمامًا سواء كنت تقيس بالوزن أو الحجم ، فإن كثافة طاقة المعدن المسحوق لكل لتر تقزم أي وقود تقليدي. ستكون حبيبات المسحوق المعنية جيدة جدًا - أي ما يعادل الدقيق تقريبًا - وستعتمد المحركات نفسها على الاحتراق الخارجي في محرك الاحتراق الداخلي ، يطبق توسع الغازات القوة على مكونات المحرك مباشرة - يحتوي محرك الاحتراق الخارجي على سائل يتم تسخينه بواسطة مصدر خارجي. كل من محركات 'ستيرلنغ' والمحركات البخارية هي محركات احتراق خارجية ، على الرغم من أن الأولى يمكن أن تكون أكثر كفاءة بكثير من الثانية.



من الناحية النظرية ، سيكون لمحركات المسحوق المعدنية مزايا بيئية كبيرة مقارنة بالوقود الأحفوري التقليدي. يمكن إعادة تدوير المعدن نفسه (الصورة أدناه مأخوذة من قصة منفصلة من عام 2005 ، لكنها تلتقط عملية إعادة التدوير النظرية):

run_on_iron

الإعلان الرئيسي من McGill اليوم هو أن فريقها البحثي قد أظهر أن لهبًا ثابتًا يمكن أن يستمر في تدفق الجسيمات المعدنية المعلقة في الهواء. يكتب الفريق أنه 'من المتوقع أن تكون كثافة الطاقة والطاقة للمحركات الحرارية التي تعمل بالوقود المعدني قريبة من محركات الاحتراق الداخلي الحالية التي تعمل بالوقود الأحفوري ، مما يجعلها تقنية جذابة لمجتمع منخفض الكربون في المستقبل.'



على الرغم من الإمكانات الحقيقية للمعدن المسحوق ، إلا أن هناك بعض العوائق الكبيرة التي تحول دون الدخول والتي لا تتناولها العلاقات العامة لشركة McGill حقًا. المشكلة الأولى هي أنه في حين أن المعادن المسحوقة فعالة جدًا من حيث الطاقة المحددة لكل لتر ، إلا أنها لا تقارن جيدًا على الإطلاق من حيث الطاقة المحددة لكل كيلوغرام. هذا ينطبق بشكل خاص على الحديد ، والذي غالبًا ما يتم تعويمه كمصدر بديل للوقود بفضل وفرته وتكلفته المنخفضة. المعادن الأخرى ، مثل الألومنيوم ، قابلة للانفجار بشكل لا يصدق في شكل مسحوق وهي ليست خيارًا للاحتراق المستقر.

وقود_المستقبل

المشكلة الأخرى مع الاستخدام المقترح للمسحوق كمصدر أساسي للوقود هي أنه سيتطلب استثمارات ضخمة في البنية التحتية في معدات التعدين الثقيلة - وهي استثمارات لن تكون في حد ذاتها محايدة للكربون. صحيح أن هذا صحيح بغض النظر عن النهج الذي نتخذه ، نظرًا لأن تعدين الليثيوم ليس محايدًا تمامًا للكربون أيضًا - ولكن العمليات المطلوبة لتحويل خام الحديد إلى جسيمات دقيقة الحبيبات المطلوبة لاستخدامه كوقود تتطلب طاقة إضافية وفوق الصهر البسيط. لم يتطرق فريق البحث إلى هذا على الإطلاق ، باستثناء الإشارة إلى أن 'بعض التقنيات الجديدة يمكن أن تتجنب انبعاثات ثاني أكسيد الكربون المرتبطة بإنتاج الحديد التقليدي باستخدام الفحم'.

ترجمة فضفاضة ، وهذا يعني: 'لم يكتشف أحد كيفية القيام بذلك بطريقة تنافسية من حيث التكلفة.' لقد رأينا مشاكل مماثلة مع خلايا وقود الهيدروجين. بينما يمكن نظريًا إنتاج الهيدروجين عن طريق التحليل الكهربائي للمياه باستخدام الطاقة التي توفرها الموارد المتجددة ، إلا أنه ليس من حيث التكلفة التنافسية عن بُعد. الهيدروجين المستخدم في مركبات خلايا الوقود اليوم ، يتم إنتاج القليل منه عادةً عن طريق إعادة تشكيل الغاز الطبيعي - وهي عملية غير محايدة للكربون بالتأكيد.

تتمثل إحدى الصعوبات الجوهرية لمحاولة إيجاد بدائل أفضل للبنية التحتية الحالية في أن العديد من التحسينات تعالج جانبًا واحدًا فقط من النظام البيئي الإجمالي. من الناحية المثالية ، يمكن استخدام هذه التطورات المتواضعة لتقليل التأثير البيئي للنظام بأكمله - ولكن في كثير من الأحيان ، يتم تفريغ التكاليف والصعوبة في مناطق أخرى.

يحتوي المعدن المسحوق على بعض الجوانب الإيجابية المثيرة للاهتمام ، ويمكن أن يوفر بديلاً في حالات استخدام معينة - ولكن من الصعب تخيل ظهور التكنولوجيا كمنافس جاد في هذه المرحلة. بعد كل شيء، أظهر GM مرة واحدة (وتوقع بثقة) أن المركبات ستعمل على غبار الفحم باتساق الدقيق ، أو حتى الفحم المسال بحلول نهاية القرن.

المستقبل الآن! ما لم يكن

المستقبل الآن! ما لم يكن الأمر كذلك.

حتى الآن ، لم ينجح ذلك تمامًا.

Copyright © كل الحقوق محفوظة | 2007es.com