Em 2024, tecnologias para combater as alterações climáticas voaram acima das nuvens em pipas geradoras de eletricidade, viajaram pelos oceanos sequestrando carbono e permearam a terra para alimentar a tecnologia agrícola de uma nova maneira. Se isso não soa nada, não se preocupe! Reunimos nossos 10 melhores tecnologia climática histórias do ano passado aqui para você explorar.
A tecnologia climática é um campo interdisciplinar que avança rapidamente – nós aqui da Espectro IEEE estamos ansiosos para ver quais histórias sobre essas tecnologias escreveremos para você em 2025.
Stuart Bradford
Aquelas vistas deslumbrantes do aurora boreal este ano foram um prenúncio de pulsos eletromagnéticos perigosos (EMPs) de tempestades solares. Os EMPs podem destruir sistemas eletrônicos e sobrecarregar as redes elétricas, causando apagões. Eles não são gerados apenas pela atividade photo voltaic; atacantes humanos também poderia gerar EMPs, por exemplo, detonando uma arma nuclear no alto da atmosfera. Felizmente, pesquisadores como Yilu Liuque trabalha no Laboratório Nacional de Oak Ridge, no Tennessee, está trabalhando no problema. Em um Perguntas e respostas com o IEEE SpectrumEspectro IEEEela explica os perigos dos EMPs e como seu laboratório está trabalhando no projeto de edifícios que protegem equipamentos sensíveis em seu inside.
Kitepower
Em locais remotos ou inacessíveis, onde uma turbina eólica simplesmente não é viável, existe uma nova opção para energia renovável geração: Pipas. Kitepowercom sede na Holanda, está trabalhando para implementar um sistema de pipa geradora de eletricidade, chamado Falcão. À medida que o vento puxa a corda de terra das pipas, ele gera uma força que é convertida em energia elétrica. As pipas de 60 metros quadrados podem voar até 350 metros de altura (mais do dobro da altura de uma turbina eólica) para capturar ventos mais fortes e constantes. As pipas vêm com uma bateria de 400 quilowatts-hora e todo o sistema cabe em um contêiner padrão. A Kitepower espera enviar o Hawk para comunidades remotas que atualmente dependem de geradores a diesel, proporcionando-lhes uma fonte de energia mais limpa que ocupa muito menos espaço do que uma turbina eólica.
Trane Applied sciences
Historicamente, bombas de calor têm lutado para funcionar no frio, com a maioria operando a uma capacidade reduzida em torno de 4 °C e falhando em cerca de -15 °C. Mas agora, com melhorias nos seus compressores, os fabricantes de bombas de calor dizem que possuem a tecnologia para aquecer casas com a mesma eficiência no frio intenso como acontece em temperaturas mais amenas de inverno. Bombas de calor trabalhar movendo e comprimindo fluidos com ponto de ebulição muito baixo. O compressor é o elemento que aumenta a temperatura e a pressão dos vapores transformados em fluido, portanto, melhorias na velocidade do motor do compressor e no tempo de injeção de mais vapor tornaram as bombas de calor mais eficientes em temperaturas mais frias. O Departamento de Energia dos EUA, em parceria com a Pure Assets Canada, está hospedando o Desafio tecnológico de bombas de calor para climas friosonde oito fabricantes de bombas de pilha estão testando suas bombas de calor, com o objetivo de funcionar na capacidade máxima, mesmo a -15 °C.
Universidade de Tecnologia do Tennessee
Agricultura inteligente Os dispositivos IoT ajudam os agricultores a compreender o panorama geral do que está acontecendo em suas terras, medindo coordenadas GPS, níveis de umidade, temperaturas, acidez, nutrientes e muito mais. O problema é fornecer energia suficiente para esses sensores dispersos. Mas e se usássemos algo que já conecta todos os dispositivos? Isso mesmo-o solo. Pesquisadores em Universidade Tecnológica do Tennessee projetou um método de transmissão de energia através do solo. A rede de teste de 2 acres dos pesquisadores transmitiu energia a 60 hertz, gastando apenas 0,1 quilowatt-hora por dia. Se tivessem pago taxas de varejo por essa energia, isso lhes custaria pouco mais de um centavo por dia.
Carbono Ebb
Carbono Ebb é uma startup com sede na Califórnia preparada para começar a remover centenas de toneladas de dióxido de carbono do ar. Deles planta de remoção de dióxido de carbono em Port Angeles, Washington, chamado Projeto Macomausará um processo eletroquímico para dividir a água do mar em porções ácidas e básicas. A corrente ácida será neutralizada ou enviada, e a corrente básica será lançada no oceano. Lá, ele se misturará ao dióxido de carbono para criar bicarbonato, uma forma estável de armazenar carbono. À medida que o projeto captura e armazena CO2 do oceano, o oceano seria capaz de extrair mais CO2 do ar. Embora muitos cientistas oceânicos sejam céticos em relação a projetos de geoengenharia marinha como este, o Departamento de Energia dos EUA desenvolveu um projeto de US$ 100 milhões Programa Carbon Shot que financiará a remoção e armazenamento de dióxido de carbono, inclusive em reservatórios oceânicos.
Luigi Avantaggiato
Milhões de toneladas de painéis solares chegarão ao fim da sua vida útil em 2025. Eles contêm silício, prata e cobre – materiais que são muito valiosos, mas difíceis de extrair do {hardware}. Os melhores processos atuais para reciclagem de painel photo voltaic podem recuperar 90% desses metais, mas eles são caros e geralmente usam produtos químicos tóxicos. Comece 9-Tecnologia possui um processo de reciclagem que recupera até 90 por cento dos materiais sem usar produtos químicos tóxicos ou liberar poluentes no meio ambiente. Os trabalhadores da fábrica piloto da 9-Tech removem manualmente a estrutura de alumínio, a caixa de junção e o vidro temperado dos painéis solares. Em seguida, os materiais restantes são alimentados em um forno a 400 °C e os poluentes emergentes são capturados com um filtro. Uma série de peneiras separa o vidro e o silício, depois o silício é enviado para um banho ácido onde ondas ultrassônicas o separam da prata anexada. O processo é caro, mas os materiais recuperados são de alta qualidade, o que deve ajudar a compensar o custo, afirmam os fundadores da startup.
McKibillo
Se quisermos descarbonizar totalmente a indústria da aviação, teremos que pensar fora da caixa. Ian McKay apresenta um futuro possível onde usamos matrizes de microondas do tamanho de um estádio para transmitir energia para antenas de aviões. Estas microondas poderiam passar através das nuvens e não prejudicar os passageiros, embora aquecessem consideravelmente o ar, possivelmente prejudicando as aves próximas. Embora nada parecido tenha sido tentado, melhorias tecnológicas sugerem que isso pode ser possível, incluindo uma startup da CalTech que pretende usar phased arrays para transmitir energia photo voltaic de satélites para a Terra. Mesmo com enormes barreiras tecnológicas e possíveis questões regulatórias, vale a pena considerar este experimento psychological, porque opções menos fantasiosas para descarbonizar a aviação têm seus próprios problemas.
Climaworks
Climaworksuma empresa sediada em Zurique, afirma que seu novo captura direta de ar (DAC) removerá milhões de toneladas de dióxido de carbono até ao remaining da década. Deles instalação mais recente eventualmente extrairá 36.000 toneladas de CO2 fora do ar todos os anos. Deles nova tecnologia DAC depende de um novo sorvente (o materials que absorve CO2) com uma geometria que foi modificada para expor mais área de superfície ao ar, capturando o dobro de CO2. O novo design modificará a estrutura de suas unidades coletoras, de racks de três camadas para um design semelhante a um cubo, com quatro paredes de coletores circundando um eixo central. Estes serão usados no Projeto Cypress DAC Hubum projeto financiado pelo Departamento de Energia dos EUA para criar o primeiro centro de remoção de dióxido de carbono de um milhão de toneladas nos Estados Unidos.
Alfred Hicks/NREL
Painéis solares são construídos para durar. Para resistir às intempéries, às mudanças de temperatura e ao desgaste de décadas de uso, eles precisam de uma vedação hermética em seus fotovoltaico materiais. A maioria dos fabricantes cria essa vedação adicionando camadas pegajosas de polímero entre os painéis de vidro. Mas estes polímeros tornam-se incrivelmente difíceis de remover no fim da vida de um painel photo voltaic. Pesquisadores nos EUA Laboratório Nacional de Energia Renovável encontraram uma maneira de fundir o vidro sem polímero, derretendo tudo junto com femtossegundo laser. Este intenso feixe de fótons altera a absorção óptica do vidro, gerando um pequeno plasma de átomos de vidro ionizados que fundem as folhas de vidro. Este novo método cria painéis solares que duram mais e são mais fáceis de reciclar.
STDCT na NUS
Centros de dados são consumidores de energia, especialmente em climas mais quentes. Mas investigadores em Singapura estão agora a testar formas para resfriá-los de forma sustentável. Uma colaboração de mais de 20 empresas de tecnologia, universidades e agências governamentais está trabalhando juntas no Teste de knowledge middle tropical sustentável. Eles estão testando um novo Refrigeração líquida StatePoint sistema, onde uma membrana microporosa hidrofóbica cria um trocador de calor líquido-ar que resfria a água. Este sistema é mais eficaz em ambientes quentes e úmidos, pois produz água fria em vez de ar frio. Os pesquisadores também testarão um protótipo trocador de calor e massa com revestimento dessecanterevestido com um materials dessecante que absorve o vapor de água do ar que passa por ele, secando o ar para desumidificar o knowledge middle. No futuro, esperam levar estas tecnologias de poupança de energia a centros de dados tropicais em todo o mundo.
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