Négy technológia a zöldebb jövőért

A Washington közelében megrendezett ARPA-E energiaipari csúcstalálkozón bemutatott újítások az iparági kutatások sokszínűségét bizonyították. A megoldások között szerepelt lézeracél, föld alatti hidrogén és ritkaföldfémek nélküli mágnesek is. Az energiaátmenet innovációinak sokfélesége a klímacélokat és a globális energiabiztonságot egyaránt szolgálja. 

A lézerrel készült acél lehet a válasz a karbonsemleges iparra 

A Limelight Steel startup egy olyan forradalmi módszert fejlesztett ki, amellyel az acél fő alkotóelemét, a vasércet lézerrel hevíti szupermagas hőmérsékletre. Az acélgyártás ma a globális üvegházhatásúgáz-kibocsátás mintegy 8 százalékáért felelős, részben azért, mert az acél nagy részét még mindig kohókban állítják elő, amelyek a szükséges kémiai reakciókat beindító magas hőmérséklet eléréséhez szénre támaszkodnak.

A Limelight szakértői elmondták, hogy a fenti módszer helyett lézerrel hevítik a vasércet 1600 °C feletti hőmérsékletre. Az olvadt vas ezután elválasztható a szennyeződésektől, és a már ismert eljárásokkal acél előállítására lehet felhasználni. A vállalat összeállított egy kis demonstrációs rendszert, amely körülbelül 1,5 kilowatt lézerteljesítményt használ, és 10-20 gramm ércet képes feldolgozni.  

Andy Zhao, a vállalat társalapítója és technológiai igazgatója elmagyarázta, hogy a startup profitált a távközlési iparban évek óta tartó fejlődésből, amely hozzájárult a lézerek árának csökkenéséhez. A következő mérföldkő egy nagyobb méretű rendszer megépítése, amely 150 kilowatt lézerteljesítményt használ, és egy év alatt akár 100 tonna acélt is előállíthat. 

Kőzetek, amelyek a vegyipar jövőjét formálhatják 

Az MIT standján látható szikladarabok is fontosak lehetnek a jövőben: egy napon segíthetnek vegyi és üzemanyagokat előállítani. Az ARPA-E csúcstalálkozó egyik fő beszédtémája a geológiai hidrogén volt: a szakértők szerint nagy izgalom övezi a föld alatti gázlelőhelyek felkutatására irányuló erőfeszítéseket.  

Tavaly az ARPA-E több projektet is finanszírozott a témában, köztük egyet Iwnetim Abate az MIT laboratóriumában. A kutató egyike azoknak, akiknek célja, hogy ne csak egyszerűen a hidrogén után kutassanak, hanem az előállításához ténylegesen használják a föld alatti körülményeket. Abate kutatócsoportjának az eredményei bizonyítják, hogy  

Abate társalapítója volt az Addis Energy nevű spin-out vállalatnak, amely a kutatás kereskedelmi hasznosítását tűzte ki célul, és amely azóta az ARPA-E finanszírozásában is részesült. 

Ritkaföldfémmentes mágnesek zenélik a változás dalát 

A Niron Magnetics standja különleges figyelmet kapott zenei bemutatójával, ahol elmondták, hogy a legtöbb nagy teljesítményű mágnes neodímiumot tartalmaz – márpedig az anyag iránti kereslet az elkövetkező években az egekbe fog szökni, különösen, ahogy a világ egyre több elektromos járművet és szélturbinát épít. 

A készletek szűkössége és a bonyolult geopolitikai helyzet miatt – mivel a kínálat nagy része Kínából származik – alternatív megoldásokra van szükség. A Niron Magnetics olyan új mágneseket készít, amelyek nem tartalmaznak ritkaföldfémeket, helyette a technológiájuk sokkal gyakoribb anyagokon alapul: nitrogénen és vason. A standjukon bemutatott elektromos gitár demonstrációként szolgált – manapság ugyanis az azokban lévő mágnesek általában alumíniumot, nikkelt és kobaltot tartalmaznak, amelyek segítenek elektromos jellé alakítani az acélhúrok rezgéseit.  

A cég tavaly év végén nyitotta meg kísérleti kereskedelmi üzemét, amely évi 10 tonna mágnes előállítására képes, és azóta egy teljes körű gyár terveit is bejelentette, amelynek az éves kapacitása körülbelül 1500 tonna lesz. 

Nátriumakkumulátorok az adatközpontok energiakihívásainak megoldására 

A csúcstalálkozó másik központi témája a mesterséges intelligencia és az adatközpontok növekvő energiaigénye volt. A Natron Energy innovációja az akkumulátorokkal megtömött szerverállványával különösen figyelemreméltónak bizonyult. A bemutatón Colin Wessells, a cég társalapítója és technológiai igazgatója elmondta, hogy az adatközpontok energiaigénye igen változó – és ahogy a teljes energiaszükséglet egyre nagyobb lesz, az áramingadozások hatással lehetnek a hálózatra. A vállalat ennek kiküszöbölésére nátriumionos akkumulátorokat fejleszt, amelyek segíthetnek kiegyenlíteni az adatközpontok legnagyobb terhelési csúcsait, lehetővé téve a számítástechnikai berendezések teljes kihasználását, mégpedig anélkül, hogy túlzottan megterhelnék az elektromos hálózatot. A nátriumion-akkumulátorok olcsóbbak a lítiumalapúakhoz képest, emellett lítium, kobalt és nikkel nélkül, tehát olyan anyagok mellőzésével készülnek, amelyek előállítása vagy feldolgozása korlátozott. A nátriumion-akkumulátorok egyes típusait már Kínában is használják elektromos járművekben. A Natron Energy tavaly megnyitott egy gyártósort Michiganben, és egy 1,4 milliárd dolláros üzem elindítását tervezi Észak-Karolinában. 

Az ARPA-E konferenciája ismét rávilágított arra, hogy a zöldenergia jövője nem egyetlen nagy áttörésen, hanem sok apró, de radikális újításon múlik. Legyen szó lézerrel hevített vasércről, föld mélyéből kinyert hidrogénről, ritkaföldfémek nélküli mágnesekről vagy nátriumalapú energiatárolásról. Ezek a fejlesztések mind azt mutatják, hogy a fenntarthatóság már egyre fontosabb. A kihívások továbbra is hatalmasak, de ezek az úttörő megoldások reményt adnak arra, hogy a klímacélokat nemcsak okosan, de gazdaságosan is el lehet érni. 

Kapcsolódó:

Címlapfotó: Pexels

További cikkeinket, elemzéseinket megtalálják a makronom.hu oldalon.