Les moteurs à évaporation pourraient produire plus d'énergie que le charbon, avec une énorme mise en garde

Xi Chen

La technologie qui peut puiser dans l'énergie renouvelable de l'évaporation naturelle de l'eau pourrait produire une grande partie des besoins énergétiques du pays, du moins en théorie (voir « Les scientifiques capturent l'énergie de l'évaporation pour faire fonctionner de minuscules moteurs »).

Les prototypes de « moteurs à évaporation » génèrent de l'énergie à partir du mouvement des spores bactériennes qui se dilatent et se contractent lorsqu'elles absorbent et libèrent l'humidité de l'air. Si cela pouvait être fait de manière efficace et abordable, les appareils pourraient fournir plus de 325 gigawatts de capacité de production d'électricité, dépassant le charbon , selon une étude publié mardi dans Communication Nature .

Cela, cependant, nécessiterait de couvrir la surface de chaque lac et réservoir de plus de 0,1 kilomètre carré dans les 48 États inférieurs, à l'exclusion des Grands Lacs, avec des réseaux de dispositifs. De toute évidence, cela entrerait directement en conflit avec les utilisations économiques et récréatives existantes et soulèverait une foule de graves préoccupations esthétiques et environnementales. Notamment, interférer avec l'évaporation à une échelle suffisamment grande, à travers un lac suffisamment grand, pourrait même modifier les conditions météorologiques locales.

Mais le co-auteur de l'étude, Ozgur Sahin, affirme que l'article est davantage une expérience de pensée conçue pour souligner le potentiel de la technologie et l'importance de la faire progresser au-delà de l'échelle du laboratoire, plutôt qu'une sorte de proposition de développement littérale.

Sahin, professeur agrégé de sciences biologiques et de physique à l'Université de Columbia, estime que cela pourrait apporter une contribution significative aux objectifs d'énergie propre et de climat, même s'il n'est jamais déployé à peu près dans l'étendue potentielle mise en évidence dans l'étude.

Il dit que les premiers cas d'utilisation pourraient inclure des réservoirs éloignés produisant déjà de l'énergie hydroélectrique, où il n'est pas aussi susceptible d'interférer avec d'autres utilisations. Il pourrait offrir l'avantage supplémentaire de réduire la perte d'eau par évaporation, augmentant ainsi la quantité disponible pour la production d'énergie, l'irrigation et d'autres besoins.

L'équipe de scientifiques a également créé une petite voiture à évaporation, baptisée Eva.

Sahin et ses collègues de Columbia travaillent sur cette technologie depuis des années. Dans un 2015 papier , l'équipe a décrit un moteur d'évaporation qui s'appuyait sur Bacillus subtilis les spores adhèrent aux piles de films attachés aux mécanismes d'obturation. Lorsque l'appareil est placé au-dessus de l'eau, les spores absorbent l'humidité de l'évaporation naturelle et se dilatent, ouvrant l'obturateur et permettant à l'humidité de s'échapper. Les spores se dessèchent et se contractent, fermant à nouveau l'obturateur et permettant à l'humidité de l'air supplémentaire de pénétrer et de redémarrer le processus. Lorsque l'appareil est connecté à un générateur, le mouvement oscillant continu génère une infime quantité d'énergie.

Comme Examen de la technologie MIT précédemment rapporté : 'Une surface d'eau de huit centimètres sur huit centimètres peut produire environ deux microwatts d'électricité (un microwatt équivaut à un millionième de watt), en moyenne, et peut exploser jusqu'à 60 microwatts.'

L'équipe a continué à travailler sur l'amélioration de l'efficacité et de l'évolutivité de la technologie, en explorant des matériaux supplémentaires et des moyens d'adhérence des spores. Parce que la technologie est largement basée sur des matériaux biologiques, le coût éventuel pourrait être inférieur à celui des cellules solaires photovoltaïques et d'autres technologies qui nécessitent des matériaux spécialement fabriqués, estime Sahin.

Crucialement, Bacillus subtilis les spores continuent d'effectuer le mouvement mécanique nécessaire même lorsqu'elles sont mortes ou dormantes.

De plus, la technologie évite en grande partie les limites d'intermittence de l'énergie éolienne et solaire car, même si les taux d'évaporation changent, ils ne s'arrêtent pas. De plus, étant donné que les appareils diminuent le taux d'évaporation, ils augmentent également la température des eaux de surface. La modélisation dans la nouvelle étude a montré qu'en modifiant délibérément le rythme de ce processus, ils pourraient créer une sorte de batterie d'eau thermale qui équilibre la production et la demande. Lorsqu'elle était étranglée, la chaleur de l'eau augmenterait l'évaporation, augmentant ainsi la production d'électricité.

Nous pourrions répondre à la demande d'électricité sur une base horaire environ 98 % du temps dans des endroits chauds et secs, dit Sahin. Ce qui signifie que vous n'avez pas besoin d'une batterie externe pour régler l'intermittence.

cacher