Τεχνολογία

MIT: «Καθαρή» ηλεκτρική ενέργεια από πυρηνική σύντηξη σε 15 χρόνια

πυρηνική ενέργεια

Υπάρχει ένα ανέκδοτο που λέει ότι η πυρηνική σύντηξη θα είναι η ενέργεια του μέλλοντος - και θα μείνει πάντα έτσι. Αλλά αυτή τη φορά, τα πράγματα φαίνεται να σοβαρεύουν. Το Πανεπιστήμιο ΜΙΤ ανακοίνωσε ότι θα συνεργασθεί με τη νέα ιδιωτική αμερικανική εταιρεία Commonwealth Fusion Systems-CFS (τεχνοβλαστό και αυτή του ΜΙΤ), προκειμένου σε 15 χρόνια να έχει αναπτυχθεί η τεχνολογία για την παραγωγή ενέργειας από πυρηνική σύντηξη, την ενέργεια του Ήλιου και των άλλων άστρων. Είναι ένα όνειρο δεκαετιών, που τώρα φαίνεται να έρχεται πιο κοντά στην υλοποίησή του.

Στόχος είναι μέσα στην επόμενη 15ετία να έχει κατασκευασθεί το πρώτο πιλοτικό εργοστάσιο ηλεκτροπαραγωγής, που θα χρησιμοποιεί την πυρηνική σύντηξη (το αντίστροφο της πυρηνικής σχάσης που χρησιμοποιείται στις πυρηνικές βόμβες και στα πυρηνικά εργοστάσια σήμερα), προκειμένου να παράγει απεριόριστη «καθαρή» ενέργεια, που δεν απαιτεί καύση και δεν θα μολύνει το περιβάλλον.

Η πυρηνική σύντηξη βασίζεται στη συγχώνευση ατόμων υδρογόνου, που δημιουργούν το βαρύτερο ήλιο και παράλληλα απελευθερώνουν μεγάλες ποσότητες ενέργειας, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε «καθαρό» ηλεκτρισμό. Μια διαδικασία που δεν εκπέμπει άνθρακα στην ατμόσφαιρα και δεν επιδεινώνει την κλιματική αλλαγή.

Σήμερα η πιο προχωρημένη προσπάθεια παραγωγής ενέργειας από πυρηνική σύντηξη είναι ο «Διεθνής Θερμοπυρηνικός Πειραματικός Αντιδραστήρας» (ITER) που κατασκευάζεται στη νότια Γαλλία. Είναι ένα φιλόδοξο πρόγραμμα που έχει σχεδιασθεί για να παράγει 100 μεγαβάτ θερμότητας, όμως έχει γνωρίσει διαδοχικές καθυστερήσεις και μεγάλες υπερβάσεις κόστους στην πορεία, ενώ επιπλέον δεν θα μετατρέπει άμεσα τη θερμότητα σε ηλεκτρισμό.

Η νέα συμμαχία ΜΙΤ-CFS, που έχει ήδη εξασφαλίσει χρηματοδότηση 50 εκατομμυρίων δολαρίων έως τώρα από την ιταλική ενεργειακή εταιρεία ΕΝΙ, θα αξιοποιήσει μια νέα γενιά ισχυρότερων υπεραγωγών υψηλής θερμοκρασίας που θα δημιουργούν ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο, το οποίο θα συγκρατεί αιωρούμενο το καυτό πλάσμα «καυσίμου» (υδρογόνου) στην καρδιά του θερμοπυρηνικού αντιδραστήρα.

Αυτό θα επιτρέψει στον αντιδραστήρα να είναι πολύ μικρότερος σε όγκο σε σχέση με τον αντιδραστήρια του ITER (μόλις το ένα εξηκοστό πέμπτο), καθώς επίσης φθηνότερος και πιο εύχρηστος. Συνολικά, με βάση τα αμερικανικά σχέδια, η υπό ανάπτυξη μονάδα ηλεκτροπαραγωγής από πυρηνική σύντηξη θα είναι μόνο το ένα πέμπτο σε μέγεθος σε σχέση με την αντίστοιχη σχεδιαζόμενη μονάδα του ITER - και αυτό θα αποτελεί μεγάλο συγκριτικό πλεονέκτημα, όταν φθάσει η στιγμή της εμπορικής αξιοποίησης.

Σε πρώτη φάση, σύμφωνα με το «Nature» και το «MIT News», μέσα την επόμενη τριετία, 30 εκατ. δολάρια θα επενδυθούν σε έρευνα στο ΜΙΤ, με στόχο τη μετατροπή των υπεραγωγών στους ισχυρότερους παγκοσμίως ηλεκτρομαγνήτες υψηλής απόδοσης.

Η θερμοπυρηνική σύντηξη απαιτεί θερμοκρασίες εκατοντάδων εκατομμυρίων βαθμών Κελσίου, μεγαλύτερων από ό,τι στο κέντρο του Ήλιου, τις οποίες όμως είναι αδύνατο να αντέξει οποιοδήποτε υλικό. Για να επιτευχθεί αυτό, πρέπει να δημιουργηθούν πανίσχυρα μαγνητικά πεδία που θα συγκρατούν στο κενό, χωρίς να αγγίζει τα τοιχώματα του αντιδραστήρα, το καυτό πλάσμα, δηλαδή τη «σούπα» των υποατομικών σωματιδίων. Τα νέα υπεραγώγιμα υλικά από το οξείδιο YBCO, που αντέχουν μεγάλες θερμοκρασίες, καθιστούν πιο εύκολη τη δημιουργία τέτοιων μαγνητών, που θα είναι μικρότεροι σε μέγεθος αλλά πιο ισχυροί.

Στη συνέχεια, μέσα στην επόμενη δεκαετία, οι ερευνητές του Κέντρου Επιστήμης Πλάσματος και Σύντηξης του ΜΙΤ στοχεύουν να αναπτύξουν τον πρώτο στον κόσμο αντιδραστήρα «τσέπης» πυρηνικής σύντηξης με την ονομασία SPARC (μετεξέλιξη του σχεδίου του αντιδραστήρα «τόκαμακ» του ITER), ο οποίος θα παράγει περισσότερη θερμική ενέργεια (100 MW) από όση θα καταναλώνει.
Τελικά, στην τρίτη φάση, σε 15 χρόνια από σήμερα, ελπίζουν να έχουν μετατρέψει τον αντιδραστήρα SPARC σε ένα πιλοτικό εργοστάσιο ισχύος 200 μεγαβάτ, που θα μετατρέπει τη θερμική ενέργεια σε ηλεκτρική και το οποίο θα διασυνδεθεί με το δίκτυο ηλεκτρισμού.

Ο ITER αναμένεται να έχει λειτουργήσει έως το 2035, ενώ ο SPARC νωρίτερα. Κατά κάποιο τρόπο, ξεκινά μια κούρσα ανταγωνισμού ανάμεσα στους δύο αντιδραστήρες. Μια άλλη βρετανική εταιρεία, η Tokamak Energy, προσπαθεί επίσης να αναπτύξει μια παρόμοια τεχνολογία, αξιοποιώντας και αυτή τους νέους υπεραγωγούς, όμως το εγχείρημα του ΜΙΤ θεωρείται πιο πολλά υποσχόμενο.

Αντίθετα με το ουράνιο ή το πλουτώνιο που χρησιμοποιούνται ως πυρηνικά καύσιμα στους σημερινούς πυρηνικούς αντιδραστήρες σχάσης για ηλεκτροπαραγωγή, το υδρογόνο, που θα είναι το καύσιμο για τους αντιδραστήρες πυρηνικής σύντηξης, δεν πρόκειται ποτέ να αποτελέσει είδος σε έλλειψη, καθώς υπάρχει σε αφθονία παντού. Επιπλέον, εκτός από το ότι δεν δημιουργεί «αέρια του θερμοκηπίου», η πυρηνική σύντηξη δεν παράγει ούτε επικίνδυνα ραδιενεργά απόβλητα, όπως συμβαίνει με τη σχάση.

Τεχνολογία

Αυτοκίνητο: Σύντομα και φόρτιση ηλεκτρικών αυτοκινήτων «εν κινήσει»

φόρτιση ηλεκτρικό αυτοκίνητο

Στην εποχή της ηλεκτροκίνησης το καλώδιο φόρτισης μπήκε στη ζωή μας και έγινε συνώνυμο της εξέλιξης. Η χρήση του χρειάζεται κάποιες βασικές γνώσεις από τους οδηγούς-κατόχους ηλεκτρικών οχημάτων σε σχέση με την κλασική μάνικα στο βενζινάδικο, η οποία συνδέει το αυτοκίνητο με την αντλία βενζίνης και μέσα σε λίγα δευτερόλεπτα ολοκληρώνεται ο ανεφοδιασμός του οχήματος.

Με την ηλεκτροκίνηση ο οδηγός πρέπει να προγραμματίσει τη φόρτιση του οχήματός του, να υπολογίσει τη διαδρομή και να έχει μαζί του έναν φορτιστή.

Στον μέλλον, όπως δείχνουν τα πράγματα, θα αλλάξουν πολλά στον χώρο της αυτοκίνησης. Στον τομέα της φόρτισης, για παράδειγμα, αναμένεται να υπάρξει μία σημαντική διαφοροποίηση, καθώς το τελευταίο διάστημα βρίσκεται στο στάδιο δοκιμών η κατασκευή πομπών επαγωγικής φόρτισης αυτοκινήτων.

Αυτή η τεχνολογία θα επιτρέψει να κατασκευαστούν μεγάλου μήκους χώροι στάθμευσης ηλεκτρικών αυτοκινήτων, όπως, για παράδειγμα, σε πιάτσες ταξί, σε πάρκινγκ ή οπουδήποτε αλλού, όπου θα φορτίζονται ταυτόχρονα τα αυτοκίνητα χωρίς καμία μέριμνα εκ μέρους του οδηγού, διατηρώντας πλήρη ελευθερία κινήσεων σε ολόκληρο το μήκος που περιλαμβάνουν οι επαγωγικοί αγωγοί.

Αυτή η εφαρμογή θα δώσει ελευθερία κινήσεων στους οδηγούς που μπορούν να συνδυάσουν δουλειά και παράλληλη φόρτιση. Μεταξύ των ευνοημένων αναμένεται να είναι οι οδηγοί ηλεκτρικών ταξί. Αυτή η καινοτομία αναμένεται να προκαλέσει εκρηκτική διάδοση της ηλεκτροκίνησης στον κόσμο των επαγγελματιών, που θα μπορούν να κινούνται ελεύθερα χωρίς να είναι αναγκασμένοι και δεσμευμένοι να περιμένουν για αρκετή ώρα σε ένα μέρος όσο διαρκεί η φόρτιση. Το ίδιο μπορεί να γίνει και σε πάρκινγκ, όπου απλά παρκάροντας για λίγα λεπτά κάπου θα μπορεί ο οδηγός να φορτίζει και το αυτοκίνητό του.

Ήδη, 25 ηλεκτρικά ταξί στο Όσλο εξοπλίστηκαν με συστήματα επαγωγικής φόρτισης και εκμεταλλεύονται σειρές πομπών, οι οποίοι έχουν ενσωματωθεί στο έδαφος της πιάτσας τους. Αυτός ο στόλος, αποτελούμενος από ηλεκτρικές Jaguar I-pace, είναι μία πιλοτική εφαρμογή που εντάσσεται στο κρατικό πρόγραμμα εξηλεκτρισμού των ταξί της Νορβηγίας.

Αντίστοιχες εφαρμογές στατικής και δυναμικής επαγωγικής φόρτισης θα υλοποιηθούν και από άλλους κλάδους μεταφορών, οι οποίοι αντιμετωπίζουν τη διαδικασία της χρήσης καλωδίων φόρτισης ως άκρως ενοχλητική. Σύμφωνα με τον επίτιμο πρόεδρο του Ελληνικού Ινστιτούτου Ηλεκτροκίνητων Οχημάτων (ΕΛΙΝΗΟ), Διονύση Νέγκα, υπάρχουν δύο είδη επαγωγικής φόρτισης:

Η στατική και η δυναμική.

Η πρώτη αναφέρεται σε πομπό ηλεκτρικής ενέργειας τοποθετημένο σε σταθερό σημείο, συνήθως στο επίπεδο του δρόμου ή και εμβαπτισμένο στη μάζα της επίστρωσής του, και σε δέκτη στο κάτω μέρος του αυτοκινήτου το οποίο έρχεται και σταθμεύει ακριβώς πάνω από τον πομπό παραμένοντας εκεί ακίνητο για όλη τη διάρκεια της φόρτισης.

Η δεύτερη αναφέρεται σε αυτοκίνητο το οποίο διαθέτει δέκτη στο κάτω μέρος του και διέρχεται κινούμενο πάνω από πολλούς, διαδοχικά τοποθετημένους στην επιφάνεια του δρόμου πομπούς ηλεκτρικής ενέργειας, όπου θα μπορούν να φορτίζουν τα αυτοκίνητα «εν κινήσει».

Με τον δεύτερο τρόπο φόρτισης, δηλαδή τη δυναμική, μπορεί στο μέλλον να εξασφαλιστεί αέναη κίνηση αυτόνομων ηλεκτρικών αυτοκινήτων, τα οποία θα κινούνται συνεχώς στην ίδια συγκεκριμένη διαδρομή, που κατά μήκος της θα είναι εφοδιασμένη με διαδοχικούς πομπούς ηλεκτρικής ενέργειας εγκιβωτισμένους στα υλικά κατασκευής της.

Ήδη, η τεχνολογία στον τομέα της φόρτισης περνάει σε επόμενο βήμα και όλα δείχνουν ότι πολύ σύντομα θα μπορούν να ηλεκτρικά αυτοκίνητα να κινούνται απροβλημάτιστα παντού και χωρίς οι οδηγοί να έχουν την δέσμευση των καλωδίων. Μα το σημαντικότερο όλων είναι ότι θα μπορεί το ηλεκτρικό αυτοκίνητο να φορτίζεται ενώ κινείται, χωρίς ο οδηγός να αναγκάζεται να μένει σταθερός σε ένα σημείο για πολλά λεπτά της ώρας.

πηγή: ΑΠΕ-ΜΠΕ

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ

Facebook: Επεκτείνει την τηλεργασία σε όλο το προσωπικό του και μετά την πανδημία

ΗΠΑ:΅Επενδύσεις 250 δισ. δολ. στην τεχνολογία

Bitcoin: Νέο «τιτίβισμα» του Μασκ έδωσε ώθηση στο κρυπτονόμισμα