Энергия и экология будущего

Одно из препятствий на пути массового внедрения водородных автомобилей — дорогие и редкие катализаторы на основе платины. Учёные из Китая предложили альтернативу: железные частицы, заключённые в многослойную «матрешку» из углерода. Катализатор называется «с внутренней активацией и внешней защитой». Внутри углеродных оболочек находятся наночастицы железа. Они катализируют реакцию восстановления кислорода в водородно‑кислородных топливных ячейках. Внешние слои защищают частицы от коррозии и обеспечивают стабильную работу...

Солнечная энергия – это неиссякаемый ресурс, но поглотить и сохранить её для использования тогда, когда солнце не светит, – задача, над которой бьются химики и физики. Международная группа учёных представила молекулу, способную «запаковать» четыре заряда света и хранить их как аккумулированную энергию. Эта разработка вдохновлена природным фотосинтезом растений, но создана человеком для промышленного применения. Традиционные системы солнечного водородного топлива требуют больших массивов панелей и катализаторов...

Традиционные биотоплива производятся из зерна или сахарного тростника, конкурируя за землю с продовольственными культурами. Водоросли — альтернатива, которая растёт в воде, не требует плодородной почвы и может давать десятки тонн биомассы на гектар. Микроводоросли содержат до 50 % липидов, которые можно превратить в биодизель, а также белок и углеводы, пригодные для кормов и производства этанола. Культивирование водорослей — одно из самых многообещающих направлений в сфере возобновляемой энергетики...

С переходом на возобновляемую энергетику перед обществом встаёт проблема хранения: солнце и ветер дают электричество нерегулярно, а нам нужен постоянный поток. Одно из решений — хранить энергию в жидком воздухе. Сжатый до сверхнизких температур, воздух превращается в голубоватую жидкость. Для этого воздух очищают от углекислого газа и влаги, затем охлаждают до ‑196 °C. В таком виде он занимает 1/700 своего объёма. Когда появляется потребность в энергии, жидкий воздух нагревают, и он расширяется, превращаясь в газ, который крутит турбину...

Земля получает от Солнца огромное количество энергии, но большую её часть поглощает атмосфера или отражают облака. Идея собрать солнечный свет в космосе и передать его на Землю возникла ещё в середине XX века. Сегодня, когда мир ищет чистые источники энергии, космическая солнечная энергетика вновь в центре внимания. Концепция проста: огромная солнечная станция на орбите собирает свет, преобразует его в электричество и передаёт на Землю в виде микроволнового или лазерного луча. Преимущества очевидны...

Изменение климата требует радикальных мер по снижению выбросов CO₂. Одним из необычных решений становятся… микроскопические водоросли. Эти простые организмы фотосинтезируют, превращая углекислый газ и солнечный свет в органическое вещество и кислород. В огромных фотобиореакторах водоросли растут в колоннах, поглощая CO₂ из промышленных выбросов. Затем их массу можно использовать для производства биотоплива, кормов и даже косметики. Таким образом, мы получаем двойную выгоду: удаляем парниковый газ и создаём сырьё...