Categorie archieven: energie

Fusiereactor rond

Geplaatst op door
Beantwoorden

Fusiereactor Wendelstein X-7 Eind mei is de laatste las gelegd in de ruwbouw van de fusiereactor in het Duitse Wendelstein. De Wendelstein 7-X zal volgend jaar in bedrijf worden genomen door het Max Planck-instituut voor Plasmafysica. De vormgeving van de reactor is ingegeven door de techniek. Anders dan de ‘gebruikelijke’ tomahak-reactor, een soort appelbeignet, is de vorm van deze stellator-reactor gegolfd. De reactor in Duitsland wordt de grootste die gebouwd is volgens deze stellator-techniek, hetgeen overigens niet zo’n grote kunst is, omdat er weinig fusiereactoren op de wereld staan. Die er staan hebben een ringvormige reactor (tokamak). De fusiereactor is bedoeld voor experimenten en levert geen elektriciteit.
Kernfusie is al vijftig een grote belofte met als constante factor dat het nog vijftig jaar duurt voordat er commerciële fusiecentrales zullen zijn. Op het ogenblik is in het Franse Cadarache de ITER in aanbouw. Die moet in 2018 klaar zijn. Het zou de eerste fusiereactor (kunnen) zijn die niet alleen energie opslurpt, maar die ook energie produceert.

Bron: Der Spiegel

‘Kunstboom’ produceert een beetje waterstof

Geplaatst op door
Beantwoorden

De 'kunstboom' bootst de natuurlijke fotosynthese in planten na (foro ScienceDaily)
Of het nou de doorbraak is die al zo vaak is beloofd op het gebied van de omzetting van zonne-energie in voor ons arme mensen bruikbare vorm is nog maar de vraag, maar het lijkt de goede kant op te gaan. In de VS heeft Peidong Yang van het onderzoeksinstituut Lawrence Berkeley National Lab samen met enkele andere onderzoekers een kunstmatige boom ontwikkeld die zonne-energie, direct omzet in waterstof. Daarbij is de natuurlijke fotosynthese in chloroplasten in plantencellen min of meer nagebootst. Het kunstmatige fotosynthesesysteem bestaat uit twee lagen halfgeleiders (titaanoxide en silicium) die licht absorberen, een tussenlaag voor het ladingtransport en ruimtelijk gescheiden katalysatoren. “Om de splitsing van water in waterstof en zuurstof te vergemakkelijken hebben we structuren gemaakt van nanodraden met stammen van silicium en takken van titaanoxide. Dat ziet er heel erg uit als een kunstmatig bos”, zegt Yang in ScienceDaily. “In de natuurlijke fotosynthese wordt de energie uit het zonlicht gebruikt om allerlei reacties in het chloroplast te doen plaatsvinden. Wij hebben de nanoheterostructuur geïntegreerd op een manier die daarop lijkt, waarmee we een hoger rendement in de omzetting van zonne-energie naar brandstof kunnen verwezenlijken in de toekomst.” In een plant wordt met behulp van licht (=energie) kooldioxide omgezet in koolwaterstoffen zoals suikers. Dat gaat via wat genoemd wordt een Z-schema: de elektronen die bij de reacties betrokken zijn maken een beweging als een Z op zijn kant. Yang en zijn collega’s imiteerden in hun ‘kunstboom’ dat patroon. Het silicium is er voor de waterstofproductie (fotokatode). Bij titaanoxide ontstaat zuurstof (anode).
De structuur moet de opbrengst van de ‘kunstboom’ maximaliseren. Door de fijne nanodraden (nano staat voor 1 miljoenste millimeter) is het effectieve oppervlak groot, waardoor de ‘boom’ een relatief hoog rendement heeft, al zal niemand met zijn ogen knipperen als ie hoort dat dat maar een heel bescheiden 0,12% is. Dat is vergelijkbaar met wat planten presteren, maar dat moet voor menselijk gebruik toch drastisch omhoog. Yang is optimistisch: “We hebben goede ideeën om stabiele fotoanodes te ontwikkelen die beter presteren dan titaanoxide. Ik ben er van overtuigd dat we het rendement kunnen opschroeven tot in de hele procenten.”

Bron: ScienceDaily

Passief koelsysteem ‘schiet’ warmte de ruimte in

Geplaatst op door
Beantwoorden

Het Franse webblad Futura-Sciences kwam onlangs met een tikkeltje belegen verhaal, maar daarom niet minder interessant, over het passief koelen van gebouwen. Vooral in Amerika worden gigantische hoeveelheden aan energie verspild met het koelen van gebouwen in de zomer. Aan de Amerikaanse universiteit van Standford hebben ze nu een systeem ontwikkeld waarmee je gebouwen ’s zomers kunt koelen zonder dat de elektriciteitsmeter loopt. Het systeem zou energetisch voordeliger zijn dan een koelsysteem dat draait op zonnecellen.
Dit passieve koelsysteem zou een hoop elektrische energie besparen Het koelen van gebouwen is aanleg simpel: je kaatst het zonlicht (inclusief de warmte) terug. Dat werkt een klein beetje. Het grootste deel van de warmte komt toch wel via een omweg in het gebouw. Bovendien wordt de reflector zelf warm waardoor er van koelen niks meer terecht komt. De Stanford-onderzoekers, aangevoerd door Shanhui Fan, zeggen dat hun passieve koelsysteem zelfs midden overdag in de zomer koelt.
Om dat te bewerkstelligen moet het systeem zo veel mogelijk zonlicht terugkaatsen, zonder zelf warm te worden, en de warmte-energie uit het gebouw zelf zo ver mogelijk de ruimte in ‘schieten’. Dat is lastig want de meeste straling blijft in de atmosfeer hangen (het welbekende broeikaseffect). De aardatmosfeer laat alleen warmte in een bepaald golflengtegebied door.
Het nu gerealiseerde systeem voldoet aan beide eisen: het kaatst een groot deel van het zonlicht terug en zendt een deel van de warmtestraling, waarvoor de aardatmosfeer ‘doorzichtig’ is, de ruimte in waardoor het ‘bepaneelde’ gebouw dus (passief) koelt. De onderzoekers fabriceerden een fotonische nanostructuur die het zonlicht terugkaatst (op het plaatje de gele piek links) en de warmte van het gebouw weg ‘schiet’ (de twee paarse pieken rechts op het plaatje). Het materiaal bestaat vooral uit kwarts en silciumcarbide (zie plaatje bij a). Beide stoffen absorberen weinig zonlicht. De capaciteit van de nanopanelen ligt op zo’n 100 W per vierkante meter. Dat betekent dat als de Sanford-panelen 10% van het dak van een eensgezinswoning zouden bedekken, daarmee 35% op de (elektrisch aangedreven) koelcapaciteit zou kunnen worden bespaard, zo geeft de universiteit in een bericht als rekenvoorbeeld. De techniek lijkt een grote toekomst tegemoet te gaan, want uiteraard wordt het niet alleen in de VS ’s zomers warm.

Bron: Futura_Sciences (foto Sandford)

Bacterie scheidt diesel af (in geringe hoeveelheden)

Geplaatst op door
Beantwoorden

E coli's maken diesel (foto BBC) Aan de universiteit van Exeter (Engeland) zijn onderzoekers onder aanvoering van John Love er in geslaagd een E-coliebacterie genetisch zo te verbouwen dat ie diesel ging maken. De hoeveelheden zijn niet erg indrukwekkend (je hebt 1000 litermet E coli’s nodig om een theelepeltje diesel te krijgen), maar volgens Love is het een begin, maar, wat belangrijker is, de bacterie produceerde een brandstof die qua chemische samenstelling ‘sprekend’ op een fossiele brandstof lijkt. De meeste vormen van biodiesel en bioethanol zijn niet direct bruikbaar in de conventionele automotor. Als bijmenging bij brandstof uit fossiele bron is biobrandstof wel bruikbaar, maar niet ‘puur’. Om de automotor aan de praat te houden moeten er stoffen worden bijgemengd. De ‘diesel’ uit Exeter heeft, vertelt Love tegen de BBC wél de juiste samenstelling. De auto zou er niets van merken als Love’s diesel zou worden getankt.
Het is nu zaak de productie op te voeren. De assistent-hoogleraar geeft zichzelf drie tot vijf jaar om de beestjes, uitgaande van suiker, aan te zetten tot een hoger productie.

Bron: BBC

Superbatterij van een paar millimeter

Geplaatst op door
Beantwoorden

Een piepklein batterijtje van slechts enkele millimeters, waarmee je een auto kan starten en dat in een seconde weer geladen is. Dat belooft de Amerikaanse hoogleraar William King van de universiteit van Illinois ons. Het zou een batterij zijn die een hoog vermogen aan veel energie paart, elkaar normaal uitsluitende eigenschappen.
‘Normale’ batterijen leveren te traag energie voor toepassingen waar snel veel energie voor nodig is. Daar worden condensatoren voor gebruikt, maar die zijn weer ongeschikt voor het langdurig leveren van energie. De nieuw lithiumbatterijtjes kunnen beide. In de berichten van de universiteit praat King over gebruik in radiozenders en in mobiele telefoons, maar de batterijtjes lijken ook uitermate geschikt voor toepassing in het lichaam. De elektronica is steeds kleiner geworden, is Kings redenering, maar de grootte van de apparatuur wordt nogal eens bepaald door de omvang van de stroombron. Met die superbatterijtjes zouden pacemakers, om maar wat te noemen, hoogstwaarschijnlijk een stuk kleiner kunnen worden.
Mikrobatterijtjes met hoog vermogen en veel energie
Crux van deze grote sprong voorwaarts is de speciale structuur van de elektrodes. Kings collega Paul Braun ontwikkelde enige jaren geleden een snelladende kathode met een speciale microstructuur, King en student James Pikul ontwierpen nu de bijbehorende anode. Door de structuur aan te passen is de verhouding vermogen/energie te veranderen. De batterij is 1000 keer sneller op te laden dan zijn ‘concurrenten’. King beschrijft zijn vinding in een artikel in Nature.
Bron: Eurekalert (foto universiteit van Illinois)

Algen ‘revolutionair’ aangepast voor brandstofproductie

Geplaatst op door
Beantwoorden

R.Malcolm Brown, universiteit van TexasAmerikanen zijn zelden in hun eerste overdrijving gestikt. Het edele ambacht van gebakkenluchtverkoper heeft zijn oorsprong in De ‘Nieuwe’ Wereld. Als er dan in een congres een heel stel van die gebakkenluchtverkopers bij elkaar zitten, dan is de kans op gebakken lucht erg groot. Geen garantie. Misschien heeft Malcolm Brown Jr. (dat ook nog) wel gelijk als hij op het 245ste jaarcongres van de Amerikaanse Vereniging van Chemici (ACS) een van de, waarschijnlijk, grootste omwentelingen op het gebied land- en tuinbouw aankondigt: algen die nanocellulose produceren. Nanocellulose wordt gezien als zeer bruikbare en goedkope grondstof voor de productie van biobrandstoffen en vele andere producten, vertelde Brown, terwijl de algen die het nanocellulose produceren kooldioxide verbruiken.
Cellulose is een grondstof die ruim voorhanden, maar voor mensen is het niet verteerbaar. Herkauwers kunnen er wel wat mee, maar cellulose is een ’taai goedje’. In principe is uit cellulose ook biobrandstof te maken, maar dat is nogal lastig. Met nanocellulose, een slijmerig materiaal dat door bepaalde bacteriën wordt geproduceerd, zou dat veel simpeler zijn (dat nano staat voor de lengte van de cellulosevezeltjes; we hebben het dan over 1 miljardste meter). Die kleine vezeltjes zijn chemisch veel hanteerbaarder dan volwassen cellulose. Daarbij komt dat nanocellulose eigenschappen heeft die de stof bruikbaar maken als supermateriaal. Zo zou het sterker zijn dan staal en stijver dan kevlar.
Zoals gesteld produceren sommige fotosynthetische bacteriën het (bacteriën met bladgroen, zogeheten cyanobacteriën of blauwgroene algen), maar dat doen ze in, voor de mens, te geringe hoeveelheden. ‘Slachtoffer’ van Brown en zijn medewerkers is een bacterie die azijnzuur produceert, naast nanocellulose, de Acetobacter xylinem, maar deze bacterie bood vanwege zijn voedingsgewoontes te weinig perspectief op een rendabele opbrengst. Dus bracht Brown de nanocellulosegenen van de azijnzuurbacterie over op een blauwgroene alg. Blauwgroene algen waren een stuk minder lastig als nanocelluloseproducent, omdat die bacteriën leven op water, kooldioxide en zonlicht. Net als de azijnzuurbacterie scheidt de cyanobacterie het nanocellulose af aan zijn omgeving dat daardoor vrij simpel te oogsten is.
Een van de grootste drempels om deze ‘revolutie’ de wereld in te schoppen zou niet zo zeer de wetenschap als de politiek zijn. “Biobrandstoffen zullen tientallen jaren last hebben van het goedkopere schaliegas”, zei Brown op het eerste Internationale congres over nanocellulose, onderdeel van het ACS-jaarcongres. “Op de duur zal Amerika toch duurzame biobrandstoffen nodig hebben.” Mmmm, dat klinkt toch een stuk minder spectaculair dan revolutie….

Bron: Eurekalert

Mooi weer leidt tot stroomoverschot in België

Geplaatst op door
1

Het zonnige en vooral winderige weer hebben ervoor gezorgd dat zonnepanelen en
windturbines maandag j.l. veel stroom produceerden. Gecombineerd met een laag verbruik op de tweede Paasdag heeft dat in België geleid tot een stroomoverschot, zo meldt De Standaard (die het weer van De Tijd heeft). De productie lag zo’n 15% boven het afgenomen vermogen.
Windmolens (foto De Standaard)
Stroomoverschot levert problemen op. Er moet dan capaciteit worden afgeschakeld, zoals nu is gebeurd met de waterkrachtcentrale bij Coo. Niet alle centrales laten zich zo makkelijk afschakelen. Vooral bij kern- kolencentrales is dat problematisch. Voor een deel kan die stroom ook wel worden uitgevoerd, Frankrijk nam stroom af, maar de ‘exporteur’ mag blij zijn als ie daar niet voor hoeft te betalen.
Zo’n situatie pleit voor een opslagsysteem, maar nog nergens is daarin voorzien, alle mooie plannen van Lievense ten spijt.

Titaanoxide voor al uw problemen (?)

Geplaatst op door
Beantwoorden

prof.Darren Sun Het kan waterstof produceren en schoon drinkwater, is geschikt voor flexibele zonnecellen. Het verdubbelt het leven van lithiumionbatterijen. Het is een probaat middel tegen microbiële aangroei, haalt energie uit afvalwater en ontzilt zeewater. Zie hier enkele van de geneugten die volgens de Singaporese hoogleraar Darren Sun van de Nanyang technische universiteit titaandioxide de mensheid kan leveren.
Drinkwater en energie zijn belangrijke knelpunten op weg naar een wereldbol met meer dan 8 miljard inwoners (in 2030). Titaandioxide is een relatief goedkoop materiaal dat enkele prachtige katalytische (reactiebevorderende) eigenschappen heeft.
Sun ontdekte bij het maken van anti-bacteriële filtermebranen, waarbij hij titaan- en ijzeroxide gebruikte, dat het wondermateriaal als lichtkatalysator werkt, die, onder invloed van licht, afvalwater omzet in waterstof en zuurstof, waarbij ook schoon water wordt geproduceerd. Sun: “Dat is een manier om zonlicht om te zetten in schone energie, met een rendement dat drie keer hoger is dan als platina, zoals gebruikelijk, wordt gebruikt voor de splitsing van water”, meldt hij Eurekalert.
In een artikel in het blad Water Research schrijft Sun et.al. dat met behulp van een titaanoxidevezel, behandeld met koperoxide, van een halve gram in een uur anderhalve ml waterstof kan worden gemaakt, drie keer zo veel als met platina. Afhankelijk van het type afvalwater kan die hoeveelheid oplopen tot 200 ml per uur. Uiteraard loopt de productie met meer nanovezels op.
Of dat wondermateriaal werkelijk de mensheid zal redden is nog even afwachten. Titaanoxide wordt al veel langer gebruikt als materiaal in zonnecellen, maar tot nu toe is de doorbraak daarvan uitgebleven. Vaak hangen die dingen toch op economisch en energetisch rendement. De ‘aloude’ siliciumzonnecellen zijn ook wondertjes van technische elegantie, maar ze doen het in de praktijk niet overdreven goed. Ook als katalysator bij de productie van waterstof kunnen nog vele vraagtekens gezet worden, onder meer, hoeveel energie de omzetting kost en hoe snel hoeveel waterstof gegenereerd kan worden. Waterstof is niet in alle opzichten een prettige brandstof (het is nogal brandbaar en lastig, veilig, te transporteren). Dat zal de professor toch ook wel weten?
Bron: Eurekalert

Zonnecellen met rendement van 70% (beloofd)

Geplaatst op door
Beantwoorden

De afstand tussen de twee elektroden (1,5 nm) is cruciaalTja, het gebeurt vaker: (mogelijke) doorbraak op het gebied van de perpetuum mobile of van kanker. Misschien overdrijf ik, maar grofweg 98% van die doorbraakberichten leveren uiteindelijk niks/weinig op.
Maar je weet nooit!. Misschien hebben we hier een echte doorbraak van de universiteit van Connecticut (VS) die zonnecellen met een rendement van 70% belooft. Centraal in dit onderzoek staan zogeheten ‘rectennes’ en een nanofabricagetechniek ADL, die klinkt als een enge ziekte. De crux zit ‘m in bepaalde ontvangers van de elektromagnetische straling van de zon, waarmee een veel beter rendement zou zijn te behalen dan met de huidige zonneceltechnieken (op zijn best 30%).
Het probleem was alleen dat die theoretische mogelijkheid werd tegengehouden door de praktijk. De nanoprecisie die bij die antennes vereist is, was niet met de ‘conventionele’ fabricagetechnieken te bereiken. Die ‘antennes’ zijn rectennes genoemd omdat ze niet alleen licht absorberen, maar de zonne-energie ook omzetten van wisselstroom in gelijkstroom, zo meldt Eurekalert.
ADL (AtoomLaagDepositie) is een nieuw ontwikkelde fabricagetechniek, waarmee wél de uiterst kleine afmetingen zijn te verwezenlijken. We hebben het dan over 1 tot 2 nanometer (een nm is eenmiljoenste mm). Die afstand is kritisch omdat er tussen twee naburige elektroden (met een afstand van 1,5 nm) elektriciteit moet worden overgedragen. Die afstand geeft elektronen net genoeg tijd over te springen voordat de stroom wordt omgekeerd. Die puntvorm van de elektrode maakt het de elektronen bovendien lastig terug te keren, zo legt het persbericht uit.
ALD zou een simpele, goed reproduceerbare techniek zijn, die eenvoudig zou zijn op te schalen tot commerciële schaal. “Deze nieuwe technologie zou het mogelijk kunnen maken zonne-energie concurrerend te laten worden met fossiele brandstoffen”, denkt onderzoeksleider prof.Brian Willis. Hij heeft voor verder onderzoek, dat hij samen doet met De Penn State Altoona-universiteit en het wetenschapsbedrijf SciTech Associates Holdings Inc een kleine 7 ton in dollars gekregen van de NSF (het Amerikaanse wetenschapsfonds) om de techniek te vervolmaken. Het komend jaar wil Willis met zijn medewerkers prototypes van de antennes maken.
Bron: Eurekalert

Schoonmaak Sellafield kost BP 67,5 mrd

Geplaatst op door
Beantwoorden

Opwerkingsfabriek Sellafield aan de Ierse ZeeHet schoonmaken van de opwerkingsfabriek in Sellafield aan de Ierse Zee zal BP 67,5 miljard gaan kosten (€ 80 miljard) gaan kosten, zo stelt een rapport van de Engelse rekenkamer (Public Accounts Committee). Sellafield, voorheen Windscale, is in het recente verleden herhaaldelijk negatief in het nieuws gekomen vanwege ongelukken met radioactief afval. Oorspronkelijk is Sellafield opgezet voor de productie van plutonium voor kernwapens. Later werd er een kerncentrale voor de elektricteitsproductie neergezet (beide zijn stilgelegd) en in 1994 werd een fabriek voor de opwerking van kernafval geopend. Opeenvolgende kabinetten hebben verzuimd greep te krijgen op de situatie op het terrein, aldus het rapport, waardoor er voor mensen en omgeving een gevaarlijke situatie is ontstaan. John Clarke van de instantie die belast is met de ontmanteling van kerninstallaties, de NDA, stelde dat er nooit harde beslissingen zijn genomen over de ontmanteling van Sellafield. De Ierse overheid dringt al jaren aan op de sluiting van het rampencomplex.
Bron: BBC