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2024-12-23 14:00:00
2024 年、気候変動と戦うための技術が発電凧に乗って雲の上に舞い上がり、炭素を隔離して海を旅し、新しい方法でアグリテックを推進するために地球に浸透しました。これらがピンと来なくても、心配する必要はありません。ここでは、昨年の気候変動テクノロジーに関するトップ 10 の記事を集めましたので、ぜひご覧ください。
気候変動技術は急速に進歩している学際的な分野です。 IEEEスペクトル 2025 年にこれらのテクノロジーについてどのような記事を書くか楽しみにしています。
スチュアート・ブラッドフォード
の息を呑むような景色 オーロラ 今年は太陽嵐による危険な電磁パルス（EMP）の前兆でした。 EMP は電子システムを破壊し、電力網に過負荷をかけ、停電を引き起こす可能性があります。それらは太陽活動によって生成されるだけではありません。 人間の攻撃者 たとえば、大気圏上空で核兵器を爆発させることによってEMPを生成する可能性もあります。幸いなことに、研究者は リウ・イルテネシー州のオークリッジ国立研究所にいる彼らは、この問題に取り組んでいます。 IEEE Spectrum の Q&A でIEEEスペクトル、彼女はEMPの危険性と、彼女の研究室が内部の機密機器を保護する建物の設計にどのように取り組んでいるかを説明します。
カイトパワー
風力タービンが設置できない遠隔地やアクセスできない場所では、再生可能エネルギー生成の新しいオプション、凧があります。 カイトパワーはオランダに拠点を置き、「」と呼ばれる発電凧システムの導入に取り組んでいます。 鷹。風が凧の地面のテザーを引っ張ると、電力に変換される力が発生します。 60 平方メートルの凧は、より強く安定した風を受けて、最大 350 メートル（風力タービンの高さの 2 倍以上）まで飛ぶことができます。凧には 400 キロワット時のバッテリーが搭載されており、システム全体が標準の輸送コンテナに収まります。カイトパワーは、現在ディーゼル発電機に依存している遠隔地コミュニティにホークを送り、風力タービンよりもはるかに占有スペースの少ないクリーンな電力源を提供したいと考えている。
トレーン・テクノロジーズ
歴史的には、 ヒートポンプ 寒さの中で機能するのに苦労しており、ほとんどは約 4 °C で能力が低下し、約 -15 °C で機能しなくなります。しかし現在、ヒートポンプメーカーは、コンプレッサーの改良により、厳しい寒さの中でも穏やかな冬の気温と同じくらい効率的に住宅を暖房する技術を手に入れたと主張している。ヒートポンプ 仕事 沸点が非常に低い流体を移動および圧縮することによって。コンプレッサーは、流体から蒸気になった温度と圧力を上昇させる要素であるため、コンプレッサーのモーター速度とより多くの蒸気を噴射するタイミングの改善により、低温時のヒートポンプの効率が向上しました。米国エネルギー省はカナダ天然資源局と協力して、 寒冷地ヒートポンプ技術への挑戦では、ヒープ ポンプ メーカー 8 社が、-15 °C でも最大能力で動作することを目標に、自社のヒート ポンプをテストしています。
テネシー工科大学
スマート農業 IoT デバイスは、農家が GPS 座標、水分レベル、温度、酸性度、栄養素などを測定することで、土地全体で何が起こっているのかについて全体像を理解するのに役立ちます。問題は、点在するセンサーに十分な電力を供給することです。しかし、すべてのデバイスがすでに接続されているものを使用したらどうなるでしょうか?そう、土です。の研究者 テネシー工科大学 地面を介して電力を伝送する方法を設計しました。研究者の 2 エーカーのテスト ネットワークは 60 ヘルツで電力を伝送し、1 日あたりの消費量はわずか 0.1 キロワット時でした。もしその電力に小売料金を支払っていたとしたら、1 日あたり 1 ペニー強の費用がかかるでしょう。
引き潮カーボン
引き潮カーボン はカリフォルニアに本拠を置く新興企業で、大気から数百トンの二酸化炭素の除去を開始する準備を整えています。ワシントン州ポートエンジェルスにある彼らの二酸化炭素除去プラントは、 プロジェクト・マコマは、電気化学プロセスを使用して海水を酸性部分と塩基性部分に分割します。酸性の流れは中和されるか出荷され、塩基性の流れは海洋に放出されます。そこで二酸化炭素と混合して、炭素を貯蔵する安定した方法である重炭酸塩を生成します。このプロジェクトでは二酸化炭素を回収し、貯蔵するため、2 海から、海はより多くの二酸化炭素を吸収できるでしょう2 空から。多くの海洋科学者はこのような海洋地球工学プロジェクトに懐疑的ですが、米国エネルギー省は 1 億米ドルの資金を開発しました。 カーボンショットプログラム それは、海洋貯留層を含む二酸化炭素の除去と貯留に資金を提供します。
ルイージ・アヴァンタジャート
何百万もの 2025 年には何トンものソーラー パネルが寿命を迎えることになります。ソーラー パネルにはシリコン、銀、銅が含まれており、これらの材料は非常に貴重ですが、ハードウェアから抽出するのが困難です。現在の最適なプロセス 太陽光パネルのリサイクル これらの金属の 90% を回収できますが、高価であり、有毒な化学物質が使用されることがよくあります。起動する 9-テクノロジー には、有毒化学物質を使用したり環境に汚染物質を放出したりすることなく、材料の最大 90 パーセントを回収するリサイクル プロセスがあります。 9-Tech のパイロット工場の作業員は、ソーラー パネルからアルミニウム フレーム、ジャンクション ボックス、強化ガラスを手作業で取り外します。次に、残りの材料が 400 °C の炉に供給され、発生する汚染物質がフィルターで捕捉されます。一連のふるいによってガラスとシリコンが分離され、シリコンは酸浴に送られ、そこで超音波によって付着した銀からシリコンが分離されます。このプロセスには費用がかかるが、回収される材料は高品質であるため、コストを相殺するのに役立つはずだとスタートアップの創設者らは言う。
マッキビロ
航空業界を完全に脱炭素化したいのであれば、既成概念にとらわれずに考える必要があります。 イアン・マッケイ これは、スタジアムサイズのマイクロ波アレイを使用して飛行機のアンテナに電力を供給するという可能な未来を示しています。これらのマイクロ波は雲を通過する可能性があり、乗客に害を及ぼすことはありませんが、空気をかなり加熱し、近くの鳥に被害を与える可能性があります。このようなことはこれまで試みられたことはありませんが、技術の進歩により、これが可能である可能性が示唆されています。その中には、フェーズド アレイを使用して 衛星から地球に太陽光発電をビームする。たとえ巨大な技術的障壁や規制上の問題があったとしても、この思考実験は検討する価値があります。なぜなら、航空の脱炭素化にはそれほど奇想天外な選択肢があるからです。 彼ら自身の問題を抱えている。
クライムワークス
クライムワークスチューリッヒに本拠を置く企業は、新しい 直接空気捕捉 (DAC) 技術は、10 年代の終わりまでに数百万トンの二酸化炭素を除去するでしょう。彼らの 最新の設備 最終的には 36,000 トンの CO を排出します2 毎年空から出てきます。同社の新しい DAC テクノロジーは、新しい吸着剤 (CO を吸収する素材) に依存しています。2) より多くの表面積を空気にさらすように形状が変更され、二酸化炭素を 2 倍捕捉します。2。新しい設計では、コレクタ ユニットの構造が 3 段ラックから立方体状の設計に変更され、コレクタの 4 つの壁が中心シャフトを囲んでいます。これらは、 プロジェクト サイプレス DAC ハブ、米国初の100万トンの二酸化炭素除去ハブを構築するために米国エネルギー省から資金提供されたプロジェクト。
アルフレッド・ヒックス/NREL
ソーラーパネル 長持ちするように作られています。厳しい天候、気温の変化、数十年にわたる使用による磨耗に耐えるためには、密閉性が必要です。 太陽光発電 材料。ほとんどのメーカーは、ガラスの間に粘着性ポリマー層を追加することでこのシールを作成しています。しかし、これらのポリマーは、次の段階で除去するのが非常に困難になります。 終わり ソーラーパネルの寿命。米国の研究者 国立再生可能エネルギー研究所 ポリマーを使わずにガラスをフェムト秒で溶かす方法を発見しました。 レーザー。この強力な光子のビームはガラスの光吸収を変化させ、イオン化したガラス原子の小さなプラズマを生成し、ガラスシートを溶かします。この新しい方法により、寿命が長く、リサイクルが容易なソーラーパネルが作成されます。
NUS の STDCT
データセンター 特に温暖な気候では、エネルギーを大量に消費します。しかし、シンガポールの研究者は現在、持続的に冷却する方法を実験中です。 20 を超えるテクノロジー企業、大学、政府機関が協力して、 持続可能な熱帯データセンターのテストベッド。彼らは新しいものをテストしています StatePoint 液体冷却 このシステムでは、疎水性微多孔膜が液体から空気への熱交換器を形成し、水を冷やします。このシステムは、冷気の代わりに冷水を生成するため、高温多湿の環境でより効果的です。研究者らはプロトタイプのテストも行う予定 乾燥剤でコーティングされた熱および物質交換器、上を通過する空気から水蒸気を吸収する乾燥剤材料でコーティングされており、空気を乾燥させてデータセンターを除湿します。将来的には、これらの省エネ技術を世界中の熱帯データセンターに導入したいと考えています。
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