Co więcej, obecnie wykorzystywane zeroemisyjne źródła energii są wciąż niewystarczające. Jakby nie patrzeć panele fotowoltaiczne nie generują żadnej energii w nocy, i generują jej mniej w warunkach zachmurzenia. To samo zresztą tyczy się turbin wiatrowych, które nie są w stanie generować energii w warunkach bezwietrznych.
Owszem, naukowcy intensywnie pracują nad technologią generowania energii w procesie fuzji termojądrowej, ale na stworzenie komercyjnego reaktora możemy jeszcze czekać kilka dobrych dekad. Jak się jednak okazuje, inżynierowie bezustannie pracują nad innymi alternatywami i osiągają przy tym istotne sukcesy.
W najnowszym artykule opublikowanym na łamach periodyku naukowego Joule możemy przeczytać o istotnym osiągnięciu zespołu naukowców z Uniwersytetu Stanforda. Okazuje się bowiem, że naukowcy zaprojektowali ekologiczny skalowalny reaktor, w którym zachodzą reakcje termochemiczne o zaskakująco wysokiej wydajności rzędu 85 proc.
Czytaj także: Takiego reaktora Amerykanie nie mieli od dawna. Dlaczego jest wyjątkowy?
Najważniejsze w tym nowym reaktorze jest jednak to, że nie jest on zasilany paliwami kopalnymi, które odpowiadają za 75 proc. wszystkich emisji gazów cieplarnianych na Ziemi, a energią elektryczną. Wszystko wskazuje na to, że możemy mieć do czynienia z nowym, ekologicznym reaktorem termochemicznym do procesów przemysłowych.
Sam fakt, że mamy do czynienia ze znacznie bardziej ekologicznym rozwiązaniem od dotychczas stosowanych, nowy reaktor jest mniejszy, tańszy i wydajniejszy od reaktorów opartych na paliwie kopalnym. Badacze przyznają, iż osiągi uzyskiwane przez nowy reaktor zbliżają się dosłownie do fizycznych granic możliwości.
Kluczowe jest tutaj to, że reaktory oparte na paliwach kopalnych wymagają skomplikowanej, kosztownej i masywnej infrastruktury, tracą mnóstwo ciepła w procesie chociażby rozgrzewania kotłów i na dodatek emitują ogromne ilości zanieczyszczeń do atmosfery. Reaktor stworzony przez badaczy praktycznie nie ma żadnego z tych ograniczeń.
Zasada działania nowego reaktora opiera się na indukcji magnetycznej do generowania ciepła wewnątrz samego reaktora. Dzięki temu nie ma tutaj utraty energii na etapie transportu ciepła rurami, dzięki czemu wydajność reaktora jest zaskakująco wysoka.
Starając się objaśnić zasadę działania reaktora badacze przywołują ogrzewanie pręta stalowego poprzez owinięcie go drutem, a następnie przepuszczenie przez tak stworzoną cewkę prądu przemiennego. Oscylujące pole magnetyczne indukuje prąd w stali, który ogrzewa całą jego objętość, a nie tylko powierzchnię. W efekcie prąd o wysokiej częstotliwości jest w stanie zagwarantować wydajny transport ciepła do katalizatorów, nawet jeżeli materiały użyte do jego produkcji nie są idealnymi przewodnikami.
Czytaj także: Gates i Buffet zbudują eksperymentalny reaktor jądrowy Natrium. Ma być bardziej wydajny
W testowym reaktorze energia elektryczna została wykorzystana do indykowania prądu w trójwymiarowej strukturze wykonane ze słabo przewodzącego elektryczność materiału ceramicznego. Luki w tejże strukturze z jednej strony obniżają przewodnictwo materiału, ale z drugiej strony wypełnione są katalizatorami, które po podgrzaniu prowokują reakcje chemiczne.
W ten sposób podgrzewanie przebiega bezpośrednio w otoczeniu katalizatora, dzięki czemu ciepło od razu transportowane jest do katalizatora bez strat na transporcie. W kwestii zarządzania energią jest to rozwiązanie najbardziej optymalne. Efekt? W teście udało się osiągnąć sprawność reaktora na poziomie 85 proc., co oznacza, że niemal cała energia elektryczna została zamieniona na ciepło.
Warto tutaj podkreślić, że nie jest to rozwiązanie czysto teoretyczne czy eksperymentalne. Już teraz bowiem trwają prace nad skalowaniem reaktora i przystosowaniem go do różnych zastosowań przemysłowych.