Гибкая миниэлектростанция
Использование пьезоэлектрических материалов сделало возможным создание сверхкомпактного источника переменного тока.
Сотрудники Технологического института штата Джорджия изобрели и изготовили миниатюрный генератор переменного тока, действующий на основе пьезоэлектрического эффекта. Отчет об этой работе, выполненной под руководством профессора Чжон Линь Вана, появился в сетевом издании журнала Nature Nanotechnology.
Новый генератор отличается очень простым устройством. Его главной деталью служит пучок тончайших проволочек, сделанных из оксида цинка. Их диаметр составляет 3-5 микронов, в то время как длина не превышает 0,3 мм. Проволочки запрессованы в полимерную пленку и помещены внутрь защитной пластиковой капсулы. К обоим концам пучка присоединены выходящие из капсулы серебряные электроды.
Оксид цинка принадлежит к числу пьезоэлектриков. Так называют кристаллические материалы, которые при механической деформации претерпевают электрическую поляризацию. Для получения тока капсулу с проволочками надо всего лишь периодически сгибать и разгибать. При этом на концах пучка возникают электрические заряды, которые снимаются через электроды.
Испытания показали, что генератор Вана устойчиво производит переменный ток напряжением до 45 милливольт. При этом в электричество переходят примерно 7% механической работы, которая тратится на деформацию капсулы.
Конечно, один минигенератор мало чего стоит. Однако такие устройства несложно объединить в модульные батареи, способные давать куда больше электричества. Профессор Ван предвидит, что пьезоэлектрические миниэлектростанции станут частью многих видов спецодежды, которая при ходьбе будет автоматически вырабатывать электрический ток.
Отказ от угля как средство спасения планеты
Интернациональная группа ученых ужесточила требования к максимальному содержанию углекислого газа в земной атмосфере.
Климатологи из США, Великобритании и Франции пришли к заключению, что концентрация двуокиси углерода в нижних слоях воздушного бассейна уже сейчас сильно зашкаливает за приемлемые рамки. Она стала заметно расти вслед за началом промышленной революции XVIII столетия и в настоящее время составляет 385 частей на миллион. Как говорится в статье десяти авторов, опубликованой в последнем выпуске Open Atmospheric Science Journal, для безопасного развития нашей цивилизации уровень углекислоты необходимо снизить до 350 частей на миллион.
Этот вывод противоречит мнению многих специалистов, которые считают, что опасная зона начинается где-то на уровне 450 частей. Однако профессор геологии и геофизики Йельского университета Марк Пагани и его коллеги утверждают, что без снижения концентрации двуокиси углерода за очерченную ими границу невозможно обеспечить сохранение ледовых щитов Арктики и Антарктики и тем предотвратить катастрофический подъем уровня вод мирового океана.
В новой публикации подчеркивается, что решение поставленной задачи вполне возможно. Для этого необходимо в течение следующих двадцати лет либо полностью отказаться от использования угольного топлива в энергетике и металлургии, либо оставить в действии лишь те предприятия, дымы которых будут полностью очищаться от двуокиси углерода. Как следует из обсчитанной авторами модели, в этом случае концентрация углекислоты достигнет пикового показателя в 400-425 частей на миллион, а затем начнет постепенно уменьшаться
Авторы статьи также подчеркивают, что в течение двух-трех ближайших десятилетий необходимо снизить энергозатратность сельскохозяйственных технологий и предпринять героические меры по предотвращению сведения лесов и увеличению площади лесных массивов. Выполнение такой программы позволит снизить концентрацию углекислоты еще на 50 частей на миллион. Все эти меры в совокупности обещают к середине столетия ввести показатель концентрации атмосферной углекислоты в зону безопасности.
Профессор Пагани и его коллеги призывают не возлагать больших надежд на геоинженерные проекты очистки атмосферы от парниковых газов. Согласно их расчетам, одно только снижение концентрации углекислоты на 50 частей на миллион обошлось бы как минимум в 20 триллионов долларов, а такие расходы человечество скорее всего не потянет.
Авторы статьи в Open Atmospheric Science Journal настоятельно подчеркивают, что в долговременной перспективе только уголь может служить основным источником поступления двуокиси углерода в воздушный бассейн. Все дело в том, что его запасов хватит еще на столетия, в то время как разведанные ресурсы нефти и природного газа истощатся куда быстрее. По этой причине для спасения планеты от техногенного перегрева нет другого реального способа кроме полного прекращения дальнейшего обогащения атмосферы парниковыми газами, возникающими при сжигании угля.
