Биотопливо из человеческих фекалий. Нужна ли нам такая технология? #технологии
Ученые из Вашингтона создали технологию производства органического топлива из биологических отходов человека. Она имитирует процесс превращения нефти в естественной среде. Только если природе потребовалось на подобное миллиарды лет, человеку нужно всего лишь несколько часов.
Схема следующая:
1. Берем фекалии из сточных вод
2. Нагреваем фекалии до 650 градусов по Фаренгейту (343.33 °C)
3. Сжимаем фекалии в специальной трубке под давлением 1360 кг
4. Получаем из фекалий водянистую жидкость, похожую на масло, под названием «бионефть», схожая по свойствам с природной нефтью
Годовых испражнений человека хватит на 9-12 литров такой бионефти. Открытие встает в один ряд с выведенной корейскими инженерами штампа кишечной палочки, способной создавать бензин в процессе жизнедеятельности.
Теперь ученые занимаются подсчетом, окупит ли технология себя и каковы перспективы ее использования. И если сейчас, пока нефти на Земле еще много, некоторым открытие американских специалистов может показаться излишним. То через пару столетий оно может спасти мир от топливного кризиса.
Так что, кто сказал, что деньги не пахнут…
Ученые из Вашингтона создали технологию производства органического топлива из биологических отходов человека. Она имитирует процесс превращения нефти в естественной среде. Только если природе потребовалось на подобное миллиарды лет, человеку нужно всего лишь несколько часов.
Схема следующая:
1. Берем фекалии из сточных вод
2. Нагреваем фекалии до 650 градусов по Фаренгейту (343.33 °C)
3. Сжимаем фекалии в специальной трубке под давлением 1360 кг
4. Получаем из фекалий водянистую жидкость, похожую на масло, под названием «бионефть», схожая по свойствам с природной нефтью
Годовых испражнений человека хватит на 9-12 литров такой бионефти. Открытие встает в один ряд с выведенной корейскими инженерами штампа кишечной палочки, способной создавать бензин в процессе жизнедеятельности.
Теперь ученые занимаются подсчетом, окупит ли технология себя и каковы перспективы ее использования. И если сейчас, пока нефти на Земле еще много, некоторым открытие американских специалистов может показаться излишним. То через пару столетий оно может спасти мир от топливного кризиса.
Так что, кто сказал, что деньги не пахнут…
🚀Топливо космических кораблей #технологии
В День космонавтики мы решили рассказать, на чем летают ракеты и почему космические аппараты не заправляют автомобильным бензином.
Как это работает?
Процесс выброса энергии из двигателя при горении топлива, по другому называемый окислением, происходит за счет кислорода в атмосфере Земли. Но как быть с ракетами, которые улетают за пределы этой самой атмосферы? Нужен окислитель.
Плюс требуется такой вид топлива, которое будет выделять колоссальное количество энергии для подъема тяжеленных ракет. Кроме энергетических возможностей учитывают и стабильность горения, количество выбрасываемых в атмосферу при взлете вредных веществ, стоимость производства и т.д.
Существует два типа двигателей: жидкостные и твердотопливные. Именно жидкостные работают по принципу смешения горючего и окислителя.
Какое топливо используют?
Первоначально в СССР для вывода на орбиту первого в мире спутника и человека использовали керосин в качестве топлива и спирт в качестве окислителя. Сейчас чаще всего керосин, метиловый и этиловый спирты и водород. Последний невозможно использовать в газообразном состоянии, т.к. пришлось бы снабжать ракету баками непомерного размера. Поэтому его сжижают при температуре -259 С градусов.
А бензин и дизельное топливо не используют из-за малой эффективности. Но ракеты Годдарда и первые советские ракеты летали на бензине.
Есть и еще один вариант - гептил. Крайне токсичное и опасное топливо, работать с которым нужно в специальных костюмах и противогазах. Зато оно хранится десятилетиями, обладает хорошей плотностью и энергетическими характеристиками, поэтому также широко распространено.
Жидкостные двигатели крайне сложно заправлять криогенным топливом перед стартом. В 2018 году ракета Илона Маска Falcon 9 взорвалась именно во время заправки топливом.
Возможные комбинации «горючее — окислитель»:
⁃ Жидкие водород + кислород для космических шаттлов.
⁃ Бензин + жидкий кислород использовались в ракетах Годдарда.
⁃ Керосин + жидкий кислород применялись для первой ступени «Сатурн-5» в программе «Апполон».
⁃ Спирт + жидкий кислород в немецких ракетах V2, известных как «Фау-2» — первые в мире баллистические ракеты.
⁃ Четырехокись азота + монометилгидразин использовались в двигателях аппарата «Кассини».
Чего ждать в будущем?
Наиболее перспективным топливом для космических ракет на ближайшие десятилетия становится природный газ или метан в паре: жидкий метан+жидкий кислород. Этот вид горючего обладает более высокими энергетическими характеристиками по сравнению с керосином, повышенной экономичностью и дешевизной (стоимость заправки ниже в 3 раза). Сейчас это топливо активно осваивает компания SpaceX Илона Маска.
Схематическое изображение строения жидкостного двигателя ⬇️
В День космонавтики мы решили рассказать, на чем летают ракеты и почему космические аппараты не заправляют автомобильным бензином.
Как это работает?
Процесс выброса энергии из двигателя при горении топлива, по другому называемый окислением, происходит за счет кислорода в атмосфере Земли. Но как быть с ракетами, которые улетают за пределы этой самой атмосферы? Нужен окислитель.
Плюс требуется такой вид топлива, которое будет выделять колоссальное количество энергии для подъема тяжеленных ракет. Кроме энергетических возможностей учитывают и стабильность горения, количество выбрасываемых в атмосферу при взлете вредных веществ, стоимость производства и т.д.
Существует два типа двигателей: жидкостные и твердотопливные. Именно жидкостные работают по принципу смешения горючего и окислителя.
Какое топливо используют?
Первоначально в СССР для вывода на орбиту первого в мире спутника и человека использовали керосин в качестве топлива и спирт в качестве окислителя. Сейчас чаще всего керосин, метиловый и этиловый спирты и водород. Последний невозможно использовать в газообразном состоянии, т.к. пришлось бы снабжать ракету баками непомерного размера. Поэтому его сжижают при температуре -259 С градусов.
А бензин и дизельное топливо не используют из-за малой эффективности. Но ракеты Годдарда и первые советские ракеты летали на бензине.
Есть и еще один вариант - гептил. Крайне токсичное и опасное топливо, работать с которым нужно в специальных костюмах и противогазах. Зато оно хранится десятилетиями, обладает хорошей плотностью и энергетическими характеристиками, поэтому также широко распространено.
Жидкостные двигатели крайне сложно заправлять криогенным топливом перед стартом. В 2018 году ракета Илона Маска Falcon 9 взорвалась именно во время заправки топливом.
Возможные комбинации «горючее — окислитель»:
⁃ Жидкие водород + кислород для космических шаттлов.
⁃ Бензин + жидкий кислород использовались в ракетах Годдарда.
⁃ Керосин + жидкий кислород применялись для первой ступени «Сатурн-5» в программе «Апполон».
⁃ Спирт + жидкий кислород в немецких ракетах V2, известных как «Фау-2» — первые в мире баллистические ракеты.
⁃ Четырехокись азота + монометилгидразин использовались в двигателях аппарата «Кассини».
Чего ждать в будущем?
Наиболее перспективным топливом для космических ракет на ближайшие десятилетия становится природный газ или метан в паре: жидкий метан+жидкий кислород. Этот вид горючего обладает более высокими энергетическими характеристиками по сравнению с керосином, повышенной экономичностью и дешевизной (стоимость заправки ниже в 3 раза). Сейчас это топливо активно осваивает компания SpaceX Илона Маска.
Схематическое изображение строения жидкостного двигателя ⬇️
#технологии: Биоасфальт - экологичная замена битумному.
Американские ученые из сельскохозяйственного университета Северной Каролины придумали, как делать асфальт из свиного навоза. Они поняли, что такой навоз богат маслами, которые не подходят для изготовления бензина, но идеальны для производства биологического битума.
Сам по себе битум в асфальте выступает липким связующим для песка и щебня. Только в этой технологии вместо нефти используются навозные масла, которые в процессе обработки теряют неприятный запах.
После прохождения десятков тестов выяснилось, что такой асфальт даже лучше обычного по четырем главными причинам:
1️⃣Прочность и долговечность. На него оказывалось давление, равное проездам 20 тыс. большегрузных фур, а также имитировались экстремальные погодные условия. Износ оказался минимален, ниже, чем у обычного асфальта.
2️⃣Экологичность. И не только за счет сокращения использования нефти, но и за счет правильной утилизации навоза. А сухое вещество, оставшееся от процесса, может быть использовано в качестве удобрения.
3️⃣Вечное сырье. За год в США производится 172 млн литров свиного навоза, а в Китае в 10 раз больше. И пока свиноводство будет существовать, его сырья будет достаточно для производства.
4️⃣Дешевизна. Стоимость получения битума из навоза составляет $ 0,56 за галлон, что намного дешевле, чем существующие на рынке США вяжущие на основе нефти.
Однако, в ближайшие годы у такого биоасфальта вряд ли получится заместить обычный. Во-первых, из-за неотработанности технологии и отсутствия понимания, как ее масштабировать. Во-вторых, свиного навоза вряд ли хватит для удовлетворения всего спроса на асфальт в мире. В-третьих, пока что в обществе сильны предрассудки относительно использования такого материала в дорожном строительстве. В-четвертых, не следует забывать о нефтяном лобби в США и мире, которое будет бороться с подобными разработками.
Американские ученые из сельскохозяйственного университета Северной Каролины придумали, как делать асфальт из свиного навоза. Они поняли, что такой навоз богат маслами, которые не подходят для изготовления бензина, но идеальны для производства биологического битума.
Сам по себе битум в асфальте выступает липким связующим для песка и щебня. Только в этой технологии вместо нефти используются навозные масла, которые в процессе обработки теряют неприятный запах.
После прохождения десятков тестов выяснилось, что такой асфальт даже лучше обычного по четырем главными причинам:
1️⃣Прочность и долговечность. На него оказывалось давление, равное проездам 20 тыс. большегрузных фур, а также имитировались экстремальные погодные условия. Износ оказался минимален, ниже, чем у обычного асфальта.
2️⃣Экологичность. И не только за счет сокращения использования нефти, но и за счет правильной утилизации навоза. А сухое вещество, оставшееся от процесса, может быть использовано в качестве удобрения.
3️⃣Вечное сырье. За год в США производится 172 млн литров свиного навоза, а в Китае в 10 раз больше. И пока свиноводство будет существовать, его сырья будет достаточно для производства.
4️⃣Дешевизна. Стоимость получения битума из навоза составляет $ 0,56 за галлон, что намного дешевле, чем существующие на рынке США вяжущие на основе нефти.
Однако, в ближайшие годы у такого биоасфальта вряд ли получится заместить обычный. Во-первых, из-за неотработанности технологии и отсутствия понимания, как ее масштабировать. Во-вторых, свиного навоза вряд ли хватит для удовлетворения всего спроса на асфальт в мире. В-третьих, пока что в обществе сильны предрассудки относительно использования такого материала в дорожном строительстве. В-четвертых, не следует забывать о нефтяном лобби в США и мире, которое будет бороться с подобными разработками.
Как из пластика делают конструктор LEGO #технологии
Все началось в 1949 году, когда на фабрике игрушек в датском Биллунде сошел с конвейера первый кубик LEGO. За эти годы бренд пережил взлеты и падения, но неизменно его продукция оставалась предметом вожделения не только детей, но и многих взрослых. И в основе этой мечты лежит нефть.
Детали конструктора изготавливают из ABS-пластика - термопластической тягучей смолы на основе акрилонитрила, бутадиена и стирола, которая отличается прочностью и теплостойкостью (до 103 градусов Цельсия). Это один и самых популярных видов пластика в мире, производство которых превышает десятки миллионов тонн в год. Он используется для изготовления автомобилей, бытовой техники, мебели и даже применяется как материал для печати в 3D-принтерах.
На заводы LEGO такой пластик поступает в виде белых или красных гранул, а окрашивается в нужный цвет уже в процессе производства. Уникальное качество конструктора достигается за счет того, что каждая деталь «выпекается» в отдельной формовочной машине. Горячий пластик заливается в форму и через очень маленькие разрезы вытекает в прессовочную область, затем охлаждается. Этот процесс происходит очень быстро.
Несмотря на все достоинства ABS-пластика, у него есть два серьезных недостатка: при сильном нагревании он начинает выделять крайне токсичные для человека бутадиен и акрилонитрил, а также разлагается от 300 до 1000 лет. Поэтому LEGO, как велят эко тренды, постепенно переходит на биополиэтилен и развивает вторичную переработку.
В основе биополиэтилена лежит этиловый спирт, полученный с помощью дегидрации из обычного картофеля или тростника. Он гораздо быстрее разлагается и обладает теми же свойствами, что и ABS-пластик. Невероятно, но к 2030 году абсолютно все детальки LEGO будут производиться из биоматериалов.
Все началось в 1949 году, когда на фабрике игрушек в датском Биллунде сошел с конвейера первый кубик LEGO. За эти годы бренд пережил взлеты и падения, но неизменно его продукция оставалась предметом вожделения не только детей, но и многих взрослых. И в основе этой мечты лежит нефть.
Детали конструктора изготавливают из ABS-пластика - термопластической тягучей смолы на основе акрилонитрила, бутадиена и стирола, которая отличается прочностью и теплостойкостью (до 103 градусов Цельсия). Это один и самых популярных видов пластика в мире, производство которых превышает десятки миллионов тонн в год. Он используется для изготовления автомобилей, бытовой техники, мебели и даже применяется как материал для печати в 3D-принтерах.
На заводы LEGO такой пластик поступает в виде белых или красных гранул, а окрашивается в нужный цвет уже в процессе производства. Уникальное качество конструктора достигается за счет того, что каждая деталь «выпекается» в отдельной формовочной машине. Горячий пластик заливается в форму и через очень маленькие разрезы вытекает в прессовочную область, затем охлаждается. Этот процесс происходит очень быстро.
Несмотря на все достоинства ABS-пластика, у него есть два серьезных недостатка: при сильном нагревании он начинает выделять крайне токсичные для человека бутадиен и акрилонитрил, а также разлагается от 300 до 1000 лет. Поэтому LEGO, как велят эко тренды, постепенно переходит на биополиэтилен и развивает вторичную переработку.
В основе биополиэтилена лежит этиловый спирт, полученный с помощью дегидрации из обычного картофеля или тростника. Он гораздо быстрее разлагается и обладает теми же свойствами, что и ABS-пластик. Невероятно, но к 2030 году абсолютно все детальки LEGO будут производиться из биоматериалов.
#технологии: Биотопливо из ядовитых тропических растений от ученых РУДН.
Светила науки придумали, как из масла ятрофы куркас делать дизельное топливо. Это растение распространено во многих тропических регионах, но совершенно бесполезно в сельском хозяйстве и содержит вредные токсины. Зато его масло отлично подходит для биотоплива, и ученым нужно было лишь придумать, какие минеральные катализаторы подобрать для реакции.
Сначала масло смешали с втрое большим количеством метанола и добавили минерал томсонит при температуре 75 °C. Эффективность реакции составила 85%.
Затем ученые синтезировали фурфурол из растительных отходов, в частности опилок и соломы. Он выступил в качестве присадки и позволили удалить из биотоплива все соединения, которые ухудшают воспламеняемость, например спирты и карбонильные соединения.
И хоть в России этот вид создания биотоплива по сути бесполезен, т.к. ятрофы куркас у нас не произрастает. Зато в перспективе его можно будет выгодно продать другим странам. Например, Аргентине, которая сейчас активно изучает возможности перехода на безвредные источники энергии.
Светила науки придумали, как из масла ятрофы куркас делать дизельное топливо. Это растение распространено во многих тропических регионах, но совершенно бесполезно в сельском хозяйстве и содержит вредные токсины. Зато его масло отлично подходит для биотоплива, и ученым нужно было лишь придумать, какие минеральные катализаторы подобрать для реакции.
Сначала масло смешали с втрое большим количеством метанола и добавили минерал томсонит при температуре 75 °C. Эффективность реакции составила 85%.
Затем ученые синтезировали фурфурол из растительных отходов, в частности опилок и соломы. Он выступил в качестве присадки и позволили удалить из биотоплива все соединения, которые ухудшают воспламеняемость, например спирты и карбонильные соединения.
И хоть в России этот вид создания биотоплива по сути бесполезен, т.к. ятрофы куркас у нас не произрастает. Зато в перспективе его можно будет выгодно продать другим странам. Например, Аргентине, которая сейчас активно изучает возможности перехода на безвредные источники энергии.
Впервые: искусственный интеллект управлял огромным танкером на протяжении 10 тыс. км пути.
Группа Hyundai похвасталась достижением. Они оснастили 122 тысячетонный танкер-газовоз «Prism Courage» автономной системой управления. Речь идет ни о каком-то банальном автопилоте, который давно уже распространен в судоходстве.
Автономное судно оборудовано камерами и прочими датчиками и не только принимает решения в зависимости от ситуации, но и делает это в соответствии с правилами и законами морского судоходства с помощью искусственного интеллекта.
«Prism Courage» под панамским флагом покинул Фрипорт(США) 1 мая, пересек Тихий океан и за 33 дня добрался до Южной Кореи. При этом 10 тыс.км судно прошло под контролем навигационной системы HiNAS2.0. Она не только направляла корабль, но и рассчитывала оптимальные маршрут и скорость. Это позволило повысить топливную эффективность на 7% и снизить эмиссию парниковых газов на 5%.
Уже в следующем году эта система выйдет на рынок.
#технологии
Группа Hyundai похвасталась достижением. Они оснастили 122 тысячетонный танкер-газовоз «Prism Courage» автономной системой управления. Речь идет ни о каком-то банальном автопилоте, который давно уже распространен в судоходстве.
Автономное судно оборудовано камерами и прочими датчиками и не только принимает решения в зависимости от ситуации, но и делает это в соответствии с правилами и законами морского судоходства с помощью искусственного интеллекта.
«Prism Courage» под панамским флагом покинул Фрипорт(США) 1 мая, пересек Тихий океан и за 33 дня добрался до Южной Кореи. При этом 10 тыс.км судно прошло под контролем навигационной системы HiNAS2.0. Она не только направляла корабль, но и рассчитывала оптимальные маршрут и скорость. Это позволило повысить топливную эффективность на 7% и снизить эмиссию парниковых газов на 5%.
Уже в следующем году эта система выйдет на рынок.
#технологии