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Jun 27, 2023

10 Energiedurchbrüche, über die niemand spricht

Wenn wir an Durchbrüche im Energiebereich denken, fallen uns normalerweise als Erstes Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen und Elektroautos ein. Während diese Innovationen zu Recht ihren Platz in der Welt beansprucht haben

Wenn wir an Durchbrüche im Energiebereich denken, fallen uns normalerweise als Erstes Sonnenkollektoren, Windkraftanlagen und Elektroautos ein. Während diese Innovationen zu Recht ihren Platz im Rampenlicht beansprucht haben, verdienen auch andere bemerkenswerte Durchbrüche im Energiebereich Aufmerksamkeit. Von der Nutzung der Kraft der Meeresströmungen bis hin zur Nutzung von Pilzen für Bioenergie: Lassen Sie uns in zehn weniger bekannte Fortschritte im Energiebereich eintauchen, die im Stillen unsere Einstellung zur Energieversorgung unserer Welt verändern.

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Wenn es um umweltfreundliche Energie geht, ist Wasserstoff so etwas wie der Coolste auf dem Markt. Aber hier ist das Fazit: Während wir alle von Wasserstoff begeistert sind, wird ein Großteil davon aus nicht ganz so umweltfreundlichen Quellen wie Erdgas hergestellt. Nicht gerade das, wofür Mutter Erde uns ein High-Five geben würde.

Aber behalten Sie Ihren Hut, denn es gibt eine hinterhältig-coole Methode, über die nicht viele Leute sprechen. Dabei geht es darum, unseren Müll in einen Schatz zu verwandeln – einen Wasserstoffschatz also! Forscher erfinden Möglichkeiten, Dinge, die wir sonst auf Mülldeponien entsorgen würden, wie Plastik und Abwasser, in Wasserstoff umzuwandeln, eine Quelle sauberer Energie.

Diese Technik-Zauberer tauchen in ihre Laborkessel ein und finden heraus, wie man aus allen Arten von Abfällen Wasserstoff gewinnen kann. Stellen Sie sich diese Plastikwasserflaschen vor, die Sie tuckern und wegwerfen – sie könnten tatsächlich dazu beitragen, Treibstoff für die Zukunft zu erzeugen. Sogar Abwasser, das Zeug, das man in die Toilette spült, könnte ein verstecktes Talent als Wasserstoffquelle haben. Und das Beste daran? Dieser gesamte Prozess reduziert den Abfall und treibt den Ausstoß von Treibhausgasen in die Höhe.

Jetzt fragen Sie sich vielleicht, woher all diese coole Wissenschaftsmagie kommt. Nun, die Royal Society of Chemistry ist sozusagen der hippe Großmeister dieser Forschung. Sie begrüßen diese umwerfenden Ideen und jubeln den Wissenschaftlern zu, die Abfall in eine umweltfreundlichere Energiequelle verwandeln.

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Beton, das Material, aus dem wir Straßen und Gebäude bauen, ist ein großer Übeltäter für den CO2-Ausstoß. Der Schuldige? Zementproduktion: Dabei wird eine Tonne Kohlendioxid in die Luft freigesetzt. Aber rate mal was? Einige kluge Köpfe in der Bauwelt denken über den Tellerrand hinaus.

Geben Sie kohlenstoffnegativen Beton ein. Es ist wie der kühlere, umweltfreundliche Cousin von normalem Beton. Wie funktioniert es? Nun, diese cleveren Unternehmen erfinden ein neues Rezept. Sie ersetzen einige der traditionellen Materialien durch umweltfreundlichere Alternativen, was die lästigen Emissionen bei der Produktion reduziert. Aber hier liegt der wahre Zaubertrick: Diese neue Betonart beschränkt sich nicht nur darauf, „keinen Kohlenstoff auszustoßen“. Nein, es geht weit darüber hinaus.

Dieser kohlenstoffnegative Beton ist wie ein Kohlenstoffschwamm. Mit der Zeit saugt es tatsächlich Kohlendioxid aus der Luft auf! Stellen Sie sich das vor – ein Baumaterial, das aktiv dabei hilft, das Chaos zu beseitigen, das wir angerichtet haben. Es ist wie Beton mit einem Superhelden-Umhang. Indem wir das Problem der Kohlenstoffemissionen von Anfang an angehen, kommen wir einer nachhaltigeren Zukunft einen Schritt näher.

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Ihre Schritte und Bewegungen könnten mehr bewirken, als Sie nur von Punkt A nach Punkt B zu bringen. Wir sprechen von einem raffinierten Konzept namens „Vibrational Energy Harvesting“ und es ist, als würden Sie Ihre alltäglichen Bewegungen in eine kraftvolle Leistung verwandeln. Also, wie funktioniert es? Nun ja, es geht darum, die von uns erzeugten Erschütterungen und Bewegungen in tatsächliche elektrische Energie umzuwandeln.

Denken Sie daran, dass Ihr Telefon ständig danach verlangt, aufgeladen zu werden. Stellen Sie sich nun vor, es könnte etwas Saft trinken, nur von Ihrem hüpfenden Spaziergang oder einer herzhaften Tanzroutine. Hier kommt die Schwingungsenergiegewinnung ins Spiel. Es ist wie ein Zauberer, der Ihre Berührungen, Drehungen und Hüpfer in Elektrizität umwandelt. Der Prozess besteht darin, diese mechanischen Vibrationen aufzufangen – wie sie durch Ihre Schritte oder das Summen einer Maschine verursacht werden – und Elektronen herauszuschütteln, um Strom zu erzeugen.

Diese Technologie könnte bahnbrechend sein, insbesondere für Geräte, die keine Energie verschlingen. Diese winzigen Sensoren, Fitness-Tracker oder sogar Fernbedienungen benötigen möglicherweise nie wieder einen Batteriewechsel. Das bedeutet auch, dass weniger leere Batterien die Mülldeponien verstopfen und dass es weniger Ärger über die Suche nach einem Ladegerät gibt. Auch wenn wir uns nicht vollständig von Batterien verabschieden, werden wir sie möglicherweise seltener verwenden.

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Stellen Sie sich vor, die Wärme der Erde zu nutzen, um unsere Häuser mit Strom zu versorgen – das ist Geothermie. Aber rate mal was? Eine turbogeladene Version namens „Binary Plants“ bringt dieses umweltfreundliche Machtspiel auf ein ganz neues Level!

Normale Geothermie ist also schon cool, weil sie super nachhaltig ist. Aber diese binären Pflanzen steigern den Coolness-Faktor noch mehr. Hier ist der Trick. Sie nutzen ein cleveres Zweiflüssigkeitssystem. Anstatt wie bei herkömmlichen Geothermieanlagen nur Wasser zu verwenden, verwenden binäre Anlagen eine Sekundärflüssigkeit mit einem niedrigeren Siedepunkt. Das ist so, als würde man in Ihrem Auto ein aufgeladenes Kühlmittel verwenden.

Wie funktioniert es? Nun ja, der Erdkern ist ziemlich warm, oder? Aufgrund seines niedrigeren Siedepunkts erhitzt sich die Sekundärflüssigkeit extrem schnell, wenn sie mit der Erdwärme in Berührung kommt. Diese intensive Wärmeenergie verwandelt die Sekundärflüssigkeit im Handumdrehen in Dampf. Und dieser Dampf? Es ist wie der Superstar, der die Turbinen dreht und Strom erzeugt.

Aufgrund dieses äußerst effizienten Aufbaus ist dies eine große Sache. Binäranlagen können an mehr Orten ihre Wirkung entfalten als herkömmliche Geothermiesysteme. Sie können geothermische Quellen mit niedrigeren Temperaturen nutzen, was bedeutet, dass mehr Standorte weltweit von dieser grünen Energie profitieren können.

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Ozeane sind wie ein riesiger Spielplatz verborgener Energie. Diese scheinbar ruhigen Gewässer sind dank der Meeresströmungen heimlich voller kinetischer Energie. Stellen Sie sich diese Strömungen als die Art und Weise der Natur vor, Wellen zu erzeugen – sie sind wie übergroße Flüsse, die tief unter Wasser fließen.

Hier kommt der coole Teil: Einige kluge Unternehmen haben es auf diesen versteckten Energie-Jackpot abgesehen und hecken einen genialen Plan aus. Sie entwickeln Unterwasserturbinen – stellen Sie sich diese als große, schicke Unterwasserwindmühlen vor. Diese futuristischen Spielereien sollen die Kraft dieser starken Meeresströmungen nutzen und all diese kinetische Energie in etwas äußerst Nützliches umwandeln: Elektrizität. Es ist, als würde man die wellenförmigen Tanzbewegungen des Wassers in eine ununterbrochene Disco-Party mit erneuerbarer Energie verwandeln.

Und das Beste daran? Im Gegensatz zu einigen anderen erneuerbaren Energiequellen, die an bewölkten Tagen oder bei ruhigem Wind möglicherweise etwas schwach sind, arbeiten diese Unterwasserturbinen weiter. Sie bieten eine konsistente und vorhersehbare Quelle grüner Energie. Auch wenn wir die Gezeiten nicht kontrollieren können, können wir doch auf der Welle ihrer Energie reiten.

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Haben Sie schon einmal davon gehört, dass Pilze das nächste große Ding in der Energiewelt sind? Es ist ziemlich cool! Manche Pilzarten sind also wie kleine Biokraftstofffabriken der Natur. Sie haben dieses erstaunliche Talent, Dinge wie Pflanzen, Holz und andere organische Stoffe auf äußerst effiziente Weise abzubauen.

Wir sind seit langem auf fossile Brennstoffe wie Öl und Gas angewiesen, und das ist nicht gut für die Umwelt. Aber diese Pilze können Biokraftstoffe produzieren, die viel umweltfreundlicher sind. Sie tun dies, indem sie organisches Material verzehren und als Nebenprodukt Biokraftstoffe ausstoßen.

Das Superinteressante ist, dass diese Pilze dies effizienter tun können als unsere derzeitigen Methoden. Sie verzichten auf Zwischenhändler und stellen Biokraftstoffe direkt aus den Stoffen her, die wir in Energie umwandeln wollen. Das bedeutet, dass wir unsere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern könnten, was ein großer Gewinn für die Umwelt ist.

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Stellen Sie sich vor, wo Flüsse ins Meer münden und eine faszinierende Übergangszone schaffen, in der sich Süßwasser mit Salzwasser vermischt. Rate mal? Dieser natürliche Treffpunkt ist nicht nur malerisch; Es ist eine Goldgrube ungenutzter Energie! Die Rede ist von der Salinity Gradient Power, einem coolen Konzept, das den Unterschied im Salzgehalt in Elektrizität umwandelt.

Wenn salziges Meerwasser und weniger salziges Flusswasser angenehm werden, entsteht ein potenzieller Energieunterschied. Dieser als Energiegradient bekannte Unterschied ist wie die Art und Weise der Natur, zu sagen: „Hey, lass uns etwas Energie erzeugen!“ Ingenieure haben herausgefunden, wie man diese Energie nutzen kann, indem sie spezielle Membranen verwenden, die es Ionen (diesen winzigen geladenen Teilchen) ermöglichen, sich zwischen Salzwasser und Süßwasser zu bewegen. Während sich die Ionen entlangbewegen, erzeugen sie einen elektrischen Strom, der in nutzbaren Strom umgewandelt werden kann.

Warum ist das so cool? Denn es ist eine einzigartige Möglichkeit, grüne Energie an Orten wie Flussmündungen und Küsten zu erzeugen, wo Flüsse auf das Meer treffen. Außerdem ist es ziemlich nachhaltig – keine Treibhausgase, keine Verbrennung fossiler Brennstoffe. Natürlich gibt es Herausforderungen, wie die Suche nach den richtigen Materialien und die effiziente Gestaltung des Prozesses, aber die Forscher sind vom Potenzial begeistert.

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Wissen Sie, dass Sonnenkollektoren wie die coolen Kinder der Energiewelt sind, die Sonnenlicht aufsaugen und in Strom umwandeln? Stellen Sie sich vor, sie könnten die Party auch dann weiterführen, wenn die Sonne zu Bett geht. Hier kommt diese schicke Technologie ins Spiel; Thermophotovoltaik ist so etwas wie der Superheld der Solarenergie.

Thermophotovoltaik ist ein Meister darin, Wärme in Licht umzuwandeln, so wie man die Hitze auf einer Tanzfläche anheizt und sie mit Disco-Lichtern zum Leuchten bringt. Aber hier ist der Clou: Diese groovigen Lichter dienen nicht nur der Show. Sie sind wie Geheimagenten, die herumschleichen und Solarzellen, die wie die Geistesblitze der Energiewelt sind, einen kleinen Schubs geben. Diese intelligenten Solarzellen nehmen das grelle Licht auf, wandeln es in Strom um und versorgen Ihre Geräte und Spielereien mit Strom.

Das Beste daran? Dieser Superhelden-Techniker hat keine Angst vor der Dunkelheit. Es kann weiterhin Wärme in Licht und dann in Elektrizität umwandeln, auch wenn die Sonne gerade nicht im Dienst ist. Während Sie also nachts diese Zs einfangen, entfaltet diese Technologie ihre Magie und erzeugt leise Strom aus übrig gebliebener Wärme. Es ist, als würde rund um die Uhr eine Solarparty in Ihrem Garten stattfinden.

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Stellen Sie sich vor, dass zusätzliche Energie herumliegt – so wie Ihre aufgeladene Batterie an sonnigen Tagen oder windigen Nächten produziert. Lassen Sie uns jetzt kreativ werden, anstatt diese Energie ungenutzt zu lassen. Wir können damit ein Hebespiel mit der Schwerkraft spielen.

Wenn wir also mehr Energie haben, als wir verwenden können, können wir diese nutzen, um schwere Dinge zu heben, auch bekannt als Schwerkraftspeicher. Stellen Sie es sich wie das Heben von Gewichten im Fitnessstudio vor, nur dass wir dabei keine Muskeln aufbauen, sondern potenzielle Energie speichern. Spulen wir vor in eine Zeit, in der wir diese zusätzliche Energie zurück brauchen. Wir lassen unsere schweren Gegenstände los, die Schwerkraft beginnt zu wirken und diese Gegenstände beginnen, sich nach unten zu bewegen. Wenn sie herabstürmen, wandeln sie diese potentielle Energie in kinetische Energie um – die Energie der Bewegung.

Da wir nun über all diese kinetische Energie verfügen, können wir sie wieder in Elektrizität umwandeln. Dieser Strom kann dann genutzt und in Strom umgewandelt werden, um unsere Häuser zu beleuchten, unsere Geräte aufzuladen und die Energieparty am Laufen zu halten.

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Hier ist eine coole Science-Fiction-Variante der Abwasserbehandlung: bioelektrochemische Systeme. Diese winzigen Mikroben leisten Überstunden, um nicht nur das Chaos zu beseitigen, sondern auch unser Leben wieder anzukurbeln. Das ist die Idee hinter diesen tollen Systemen. Diese cleveren Aufbauten bringen winzige Lebewesen, sogenannte Mikroben, zum Einsatz. Sie fressen den organischen Müll im Abwasser und erzeugen, voilà, Strom – die Rede ist von Multitasking!

Diese Systeme sind wie die ultimativen umweltfreundlichen Kraftpakete. Sie reduzieren nicht nur die Verschmutzung unseres Wassers, was fantastisch für die Umwelt ist, sondern produzieren nebenbei auch Strom. Es ist wie ein kleines Kraftwerk der Natur, mit Mikroben als Superstar-Arbeitern.

Stellen Sie sich also eine Welt vor, in der unser Abfall nicht einfach den Bach runtergeht, sondern unser Leben antreibt. Es ist eine geniale Kombination aus Aufräumen und Entsaften – und unser Planet könnte nicht glücklicher darüber sein.