22. Oktober 2020 durch Steve Hanley
Das Problem ist ziemlich klar. Wenn die Weltgemeinschaft innerhalb des nächsten Jahrzehnts keinen Weg findet, die Treibhausgasemissionen drastisch zu reduzieren, wird sich die Erde weiter erwärmen. Höhere Durchschnittstemperaturen schmelzen die polaren Eiskappen, erhöhen das Niveau der Ozeane um mehrere Fuß und verursachen täglich stärkere Stürme und Waldbrände. Das Ergebnis all dieser Veränderungen wird eine Umgebung sein, die für die menschliche Besiedlung unwirtlich ist.
Wir werden neue Ideen und neue Technologien brauchen, um die Erde als einen Ort zu erhalten, an dem diejenigen, die nach uns kommen, gedeihen können. Glücklicherweise gibt es viele neue Ideen und Technologien. Der Trick besteht darin, zu wissen, welche zu umarmen und welche zu ignorieren sind. Zwei der vielversprechenderen sind die Verwendung von kaltem Wasser aus den Ozeanen zur Kühlung von Gebäuden und bessere Möglichkeiten zur Entfernung von Kohlendioxid aus Abgasströmen.
Meerwasser Klimaanlage
Nach neuen Forschungsergebnissen in der Zeitschrift veröffentlicht EnergieeffizienzWasser in den Ozeanen unter 700 Metern hat eine Temperatur zwischen 3 und 5 Grad Celsius. Nur ein Kubikmeter dieses Wassers hat die Kühlleistung von 21 Windkraftanlagen oder eines Solarkraftwerks, das 68 Fußballfeldern entspricht. Fernwärme und Fernkühlung sind in den USA praktisch unbekannt, wo Zersiedelung in Vorstädten die Norm ist, in europäischen Städten, in denen die bebaute Umwelt besonders dicht ist, jedoch häufiger.
Anerkennung: IIASA
Die Idee von einem Internationales Institut für Angewandte Systemanalyse Das von Julian David Hunt geleitete Forschungsteam soll dieses kalte Meerwasser zu Fernkühlanlagen an Land pumpen und die gekühlte Luft an die umliegenden Wohnhäuser, Bürogebäude und Geschäftsstrukturen verteilen. Betrachten Sie es als das Gegenteil von Erdwärme. Offensichtlich schlägt niemand vor, das Wasser Hunderte von Kilometern über brennende Wüsten zu pumpen. Aber für Küstengemeinden, insbesondere auf Tausenden von bewohnten Inseln auf der ganzen Welt, mag die Idee sinnvoll sein.
Das Rätsel ist natürlich, dass mit der Erwärmung der Umgebung die Nachfrage nach Klimaanlagen steigt, was wiederum die Umgebung noch heißer macht. Die Antwort heute ist, eine Fensterklimaanlage zu kaufen, sie in ein verfügbares Fenster zu stecken und einzuschalten. Raumklimaanlagen sind billig, aber nicht. Im Gegensatz dazu verbraucht SWAC weitaus weniger Energie – bis zu 70% weniger -, wodurch sie auf lange Sicht kostengünstig sind, aber die anfänglichen Kosten für den Bau eines Fernkühlsystems sind hoch. Die Autoren der Studie schlagen vor, dass die wahrscheinlichsten Kandidaten für die SWAC-Technologie Flughäfen, Rechenzentren, Hotels und Resorts, staatliche und militärische Einrichtungen, Universitäten und große Geschäftsgebäude sind. Eine andere mögliche Anwendung wäre die Verwendung von überschüssiger erneuerbarer Energie, um das Wasser in Zeiten mit geringem Kühlbedarf einzufrieren, damit es aufgetaut und später verwendet werden kann, wenn der Bedarf steigt.
Die Technologie hat einige Nachteile. Die Forscher nennen es dann lieber Herausforderungen. Das Wichtigste unter ihnen ist, wie das jetzt erwärmte Meerwasser wieder in den Ozean zurückgeführt werden kann, ohne das Meeresleben zu gefährden, das an kältere Temperaturen gewöhnt ist. "Obwohl die Meerwasserklimatisierung ihre Herausforderungen hat, ist sie eine innovative und nachhaltige Technologie, die ein großes Potenzial für die Erweiterung zu einem Benchmark-System für die Kühlung in tropischen Gebieten nahe der Tiefsee bietet und dazu beitragen wird, unseren Kühlbedarf in einer sich erwärmenden Welt zu decken." Julius Hunt schließt nach einem Bericht von Science Daily.
Kohlendioxid effizient und wirtschaftlich binden
Forscher der Universität Beyreuth in Deutschland haben ein neues Material entdeckt, das Kohlendioxid von Abgasen, Erdgas oder Biogas auf grundlegend andere Weise als andere Techniken zur Kohlenstoffabscheidung trennen und zurückhalten kann. Das eingefangene Kohlendioxid bindet nicht an andere Elemente und kann sofort freigesetzt werden, so dass das Medium wieder verwendet werden kann, um mehr einzufangen.
Das Schema zeigt ein typisches Detail der Struktur von MOPS-7. Die kationischen molekularen Säulen (hier: DAB) sind zwischen zwei starren Silikatschichten angeordnet. Eine Silikatschicht besteht aus 2 tetraedrischen Schichten (grau), die zu 1 oktaedrischen Schicht (gelb) kondensiert sind. Anerkennung: Zellberichte Physikalische Wissenschaft
Kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Zellberichte Physikalische WissenschaftDie von Martin Riess geleitete Forschung besagt, dass sich Kohlendioxid allein aufgrund physikalischer Wechselwirkungen in den Hohlräumen des Materials ansammelt. Von dort kann es ohne großen Energieaufwand freigesetzt werden. Der Trennungsprozess funktioniert chemisch nach dem Prinzip der physikalischen Adsorption. In den Labors der Universität Bayreuth wurde nur Kohlendioxid und keine anderen Gase abgetrennt.
„Unserem Forschungsteam ist es gelungen, ein Material zu entwerfen, das zwei Aufgaben gleichzeitig erfüllt. Einerseits sind die physikalischen Wechselwirkungen mit CO2 stark genug, um dieses Treibhausgas aus einem Gasgemisch freizusetzen und zurückzuhalten. Andererseits sind sie jedoch schwach genug, um mit nur wenig Energie CO2 aus dem Material freizusetzen “, so Riess nach einem Bericht von Science Daily.
Was ist dieses Wundermaterial? Es handelt sich um ein organisch-anorganisches Hybrid auf Tonbasis, das aus Hunderten einzelner Glasplatten besteht, die nur einen Nanometer dick und genau übereinander angeordnet sind. Zwischen ihnen befinden sich organische Moleküle, die als Abstandshalter fungieren, deren Form und chemische Eigenschaften so ausgewählt wurden, dass die Porenräume zwischen ihnen für die Abscheidung von CO2 optimal sind. Methan, Stickstoff und andere Abgase können aufgrund der Größe ihrer Moleküle diese Räume nicht betreten. Die Forscher arbeiten derzeit an der Entwicklung eines Membransystems auf Basis dieser Tonmineralien, das die kontinuierliche, selektive und energieeffiziente Trennung von CO2 aus Gasgemischen ermöglicht.
Die Entwicklung eines auf die Abscheidung und Zufuhr von CO2 zugeschnittenen Hybridmaterials wurde durch ein spezielles Messsystem ermöglicht, das in den Bayreuther Laboratorien eingerichtet wurde und die genaue Bestimmung der Mengen adsorbierter Gase und der Selektivität des adsorbierenden Materials ermöglicht. Dadurch konnten industrielle Prozesse realistisch reproduziert werden. „Alle Kriterien, die für die Bewertung industrieller CO2-Abscheidungsprozesse relevant sind, wurden von unserem Hybridmaterial vollständig erfüllt. Es kann kostengünstig hergestellt werden und leistet einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung der industriellen Kohlendioxidemissionen, aber auch zur Verarbeitung von Biogas und saurem Erdgas “, sagt Riess.
Das wegnehmen
Dies sind nur zwei Beispiele dafür, wie Forscher auf der ganzen Welt nach neuen Technologien suchen, um die Menschheit bei der Bewältigung des Problems eines überhitzten Planeten zu unterstützen. Es sind noch Hunderte von ihnen unterwegs. Einige sind nutzlos oder viel zu kostspielig, um effektiv zu sein, aber andere sind möglicherweise genau das, was wir brauchen, um eine gefährliche Situation zu bewältigen, die uns alle betrifft. Die Zeit ist kurz und die Gefahr hoch. Wir werden alle Hilfe brauchen, die wir bekommen können, um eine Klimakatastrophe von unvorstellbarem Ausmaß zu vermeiden.
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Über den Autor
Steve Hanley Steve schreibt über die Schnittstelle zwischen Technologie und Nachhaltigkeit in seinen Häusern in Florida und Connecticut oder anderswo, wo ihn die Singularität führen könnte. Du kannst ihm folgen Twitter aber nicht auf Social-Media-Plattformen, die von bösen Overlords wie Facebook betrieben werden.