Логан Рапп и Дэррин Флеминг из Национальной лаборатории Сандия в Альбукерке предлагают заменить паровые турбины, используемые сегодня на электростанциях, на модернизированный вариант турбин на природном газе. Они утверждают, что таким образом можно было бы увеличить производимую энергию на 66%, а также внести свой вклад в решение проблемы вредных выбросов.
Что же они придумали? Турбины, задействованные на всех современных электростанциях (неважно, угольных или работающий на солнечной энергии), есть не что иное, как большие роторы с лопастями, которые опираются на гигантские шарикоподшипники в огромном металлическом корпусе. Нагретая до колоссальных температур вода превращается в перегретый пар (пар высокого давления), который двигает ротор. Он приводит в движение вал, запускающий собственно уже электрогенератор. Так вот, инженеры из Альбукерке предлагают заменить в этой машинерии воду на углекислый газ. С технической точки зрения — это позапрошлый век. Так называемый цикл Брайтона был запатентован изобретателем Джорджем Брайтоном в 1872 году. А использовать СО2 в качестве рабочей жидкости придумали еще в 1960-х.
Тогда что нового предлагают ученые в XXI веке? Использовать не просто СО2, а сверхкритический углекислый газ (sCO2) — жидкое состояние углекислого газа, в котором он удерживается при критической температуре и критическом давлении или выше них. Во время экспериментов прототип турбины со сверхкритическим CO2 выработал 10 кВт за 50 минут. Этой электроэнергии достаточно для комфортного проживания в доме площадью 200-400 кв. м.
На рисунке: схема замкнутого цикла Брайтона. СО2 не попадает в атмосферу, бесконечно охлаждаясь/нагреваясь в замкнутом круговороте.