Долгосрочные перспективы ресурсного обеспечения технически развитой цивилизации

[Q]

http://accumulator.ru/novosti/v_mire_akkumulyatorov/v_yaponii_razrabotany_sverhtonkie_litievo-ionnye_akkumulyatory/

В Японии разработаны сверхтонкие литиево-ионные аккумуляторы

Японская компания Sekisui Chemical представила свою новую разработку - сверхтонкие и емкие литиево-ионные аккумуляторы, которые могут быть использованы для гибридных автомобилей и электрокаров, в солнечных батареях и в энергосберегающих домах. Об этом сообщает onliner.by.

По сравнению с предыдущими разработками Sekisui Chemical, новые батареи обладают в три раза более высокой емкостью, повышенным уровнем безопасности и сокращенным в 10 раз сроком производства. Толщина батарей сравнима с пленкой. Также существенно снижена стоимость выпуска батарей, что, в свою очередь, позволит снизить цену машин на электротяге до уровня автомобилей с бензиновой или газовой тягой. Тестовые образцы поступят в производство в 2014 году, а массовый коммерческий выпуск батарей запланирован на 2015 год. Примечательно, что презентация этой разработки привела к росту цен акций Sekisui Chemical на 7,5%.

[L_Pt]

Скажу не по секрету - для этого картошка и не обязательна, достаточно воткнуть электроды в землю. Чтобы "электролит" не высыхал (В Израиле же сухо), чудо-батарейки надо поливать водой, а ещё лучше, мочиться на них - из-за содержащихся в моче солей, батарея будет иметь гораздо меньшее внутреннее сопротивление.
Главное при этом, поливать (обс...ть) каждый элемент батареи по-отдельности, чтобы они сами на себя не замкнули.
При ослаблении батареи, достаточно вытащить электроды из земли и почистить. И так, пока их не "съест" совсем, тогда поменять.

Вот именно.
Энергия то берется не из картошки, а из окисления цинка.
Т.е. вместо сотен миллионов тонн керосина надо будет завозить сотни миллионов тонн цинка.

А саммый эффективный электролит для такого элемента, который легко можно сделать своими руками в самой дикой местности - уксусная кислота.

Класический школьный химический опыт

[Okub62]

Энергия то берется не из картошки, а из окисления цинка.
Т.е. вместо сотен миллионов тонн керосина надо будет завозить сотни миллионов тонн цинка.

Миллиарды, если сравнить энергоотдачу.

[Technecy]

Вот именно.
Энергия то берется не из картошки, а из окисления цинка.

Т.е. вместо сотен миллионов тонн керосина надо будет завозить сотни миллионов тонн цинка.

Так оно и есть для одноразовых ХИТов.
Химический Аккумулятор это штуковина в которой окисление чередуется с восстановлением электродов. Так что миллиарды тон цинка пока подождут. Судя по конструкции аккумуляторов японских, там электроды настолько близко что электролита там минимум. А стало быть восстановление происходит намного полнее. Не думаю что они вечные, но это совсем другой уровень технологии. Пока не видел более подробной информации, но выглядит многообещающе.

[-Asket-]

Миллиарды, если сравнить энергоотдачу.

А зачем сравнивать? Речь не о замене, а лишь о том, как с пользой использовать подгнившие при хранении клубни и всякий хлам. По оценке этого деятеля в странах третьего мира подобная кустарная батарейка иногда может обойтись дешевле покупки нормальных. Может быть и так, кто их знает...

[Okub62]

А зачем сравнивать? Речь не о замене, а лишь о том, как с пользой использовать подгнившие при хранении клубни и всякий хлам. По оценке этого деятеля в странах третьего мира подобная кустарная батарейка иногда может обойтись дешевле покупки нормальных. Может быть и так, кто их знает...

Сбродить и перегнать на топливо (спирт), полагаю, намного дешевле и эффективнее. Прошу прощения за такое примитивное мышление.

[Nucleosome]

да, что-то товарищ Рабинович перемудрил, а вот есть ещё девица с хитином:
http://www.polosa.co.il/news/technologies/44476/
ларва могли бы уже перевести как личинка правда... тут вроде спрашивали откуда пластик брать...

[Скеп-тик]

Кормить жуков из каких закромов? Из тех, что с использованием сельхозмашин заполняют?

[AlexAV]

ларва могли бы уже перевести как личинка правда... тут вроде спрашивали откуда пластик брать...

Интересный пластик. Прочность почти до 100 МПа, т.е. фактически на уровне нейлона. Неплохо.

Правда жуков надо чем-то кормить.  

[L_Pt]

А зачем сравнивать? Речь не о замене, а лишь о том, как с пользой использовать подгнившие при хранении клубни и всякий хлам. По оценке этого деятеля в странах третьего мира подобная кустарная батарейка иногда может обойтись дешевле покупки нормальных. Может быть и так, кто их знает...

Еще раз - картошка это лишь электролит, проводник второго рода между электродами. Причем далеко не лучший.

Обычно в школьных химических опытах для этого используют лимон.
Для практического использования, как самодельная батарейка - кислоту, разбавленную серную (соляную), ну или самодельную уксусную, если совсем плохо.

[SY]

Картошка! Картошка!

На Земле есть еще куча изотопов, имеющих, по сравнению с железом, избыточную энергию.
Например, U-238.(его всреднем 3 грамма в каждой тонне на Земле) И совсем не обязательно его "перегонять" в плутоний-239.
U-238 подвержен фотоделению фотонами высокой энергии(1МэВ), выделяется порядка 200 МэВ энергии. Причем этот 1МэВ тоже идет в тепло, а не пропадает зря.
На эту тему есть хороший пример из далекого прошлого.
В конструкции супербомбы на 100Мт половина мощности приходится на фотоделение U-238.
Когда решили ее взорвать, то 100Мт посчитали за лишку и убрали весь U-238, но чтобы проверить конструкцию полностью, ее догрузили соответствующим количеством свинца. Когда взорвали, взрыв вышел не 50Мт, а 75Мт. Дополнительная энергия выделилась в результате фотоделения свинца.

Так, что в будущем для работы кодиционера, гнилая картошка не понадобится.

[AlexAV]

U-238 подвержен фотоделению фотонами высокой энергии(1МэВ), выделяется порядка 200 МэВ энергии. Причем этот 1МэВ тоже идет в тепло, а не пропадает зря.

Фотоделение - не подходит из-за сильного поглощения электромагнитного излучения электронными оболочками. Быстрыми нейтронами его можно делить.

В конструкции супербомбы на 100Мт половина мощности приходится на фотоделение U-238.

Не было там фотоделения. Только деление на надпороговых нейтронах.

Вообще возможность производства энергии из низкообогащённого урана по средством его деления на высокоэнергетических нейтронах, получаемых при взаимодействие протонного пучка высокой энергии с веществом, вполне надёжно подтверждена. Вот только технические сложности создания такого электроядерного реактора оказались столь значительны, что пока это не удаётся.

Там собственно возникают две проблемы. Первая - как обеспечить ввод пучка в реактор таким образом, чтобы это было совместимо с требованиями безопасности системы. Вторая - сильная неравномерность тепловыделения. 

[AlexAV]

На Земле есть еще куча изотопов, имеющих, по сравнению с железом, избыточную энергию.

Только вот энергию пока удаётся извлечь только из двух - урана и тория.

[Nucleosome]

Кормить жуков из каких закромов?

Правда жуков надо чем-то кормить.

ну можно навозом... а вообще всем тем же, чем кормили зверя от которого кожа шла на выделку - мы ж вроде договорились уже насекомых есть. в принципе - нет на суше такого продукта биосферы который бы не пожирался каким-нибудь жуком. интересно вот почему именно жуки, если речь о хитине, а он у всех членистоногих (правда из всех насекомых наиболее бронированные среди жуков). креветок и крабов перерабатывать на хитин для пластика никто не пробовал? а пчёл - их же дохлых в ульях вроде много собирается?

[незлой]

Цитата: AlexAV от Вчера в 22:34:35

    Правда жуков надо чем-то кормить.

ну можно навозом...

трупами. делов-то

[-Asket-]

если совсем плохо

Ну, тогда уж действительно проще обос...ть, как и сказано выше...

в будущем для работы кондиционера, гнилая картошка не понадобится

Поскольку кондиционеров не будет, у таких людей другие заботы - что б пожрать и т.п.

если речь о хитине, а он у всех членистоногих (правда из всех насекомых наиболее бронированные среди жуков). креветок и крабов перерабатывать на хитин для пластика никто не пробовал? а пчёл - их же дохлых в ульях вроде много собирается?

Как раз из крабов сейчас его и получают, а пчелы один из перспективных источников:

Хитин и хитозан: Получение, свойства и применение // Под ред. К.Г. Скрябина, Г.А. Вихоревой, В.П. Варламова. - М.: Наука, 2002. - 368 с.
...Потенциальные источники хитина многообразны и широко распространены в природе. Общая репродукция хитина в мировом океане оценивается в 2.3 млрд. т в год, что может обеспечить мировой потенциал производства 150-200 тыс. т хитина в год.
Наиболее доступным для промышленного освоения и масштабным источником получения хитина являются панцири промысловых ракообразных. Возможно также использование гладиуса (скелетной пластинки) кальмаров, сепиона каракатицы , биомассы мицелярных и высших грибов. Одомашненные и поддающиеся разведению насекомые вследствие их быстрого воспроизводства могут обеспечить значительную биомассу, содержащую хитин. К таким насекомым относятся тутовый шелкопряд, медоносные пчелы и комнатные мухи. В России массовым источником хитинсодержащего сырья является камчатский краб и краб-стригун, годовой вылов которых на Дальнем Востоке составляет до 80 тыс. т, а также углохвостая креветка в Баренцевом море.
Известно, что панцири ракообразных - достаточно дорогостоящее сырье, и несмотря на то, что разработано более 15 методов получения из них хитина, был поставлен вопрос о получении хитина и хитозана из других источников, среди которых рассматривались мелкие ракообразные и насекомые.
За счет широкого распространения пчеловодства в нашей стране существует возможность получать хитиновое сырье (подмор пчел) в значительных масштабах. По состоянию на 2004 г. в Российской Федерации во всех категориях хозяйств имеется 3,29 млн пчелиных семей. Сила пчелиной семьи (масса находящихся в пчелиной семье рабочих пчел, измеряемая в кг) равна в среднем 3,5-4 кг. Летом в период активного медосбора и весной после зимовки пчелиная семья обновляется почти на 60-80 %. Таким образом, ежегодная сырьевая база подмора пчел может составить от 6 до 10 тысяч тонн, это дает возможность рассматривать подмор пчел как новый перспективный источник хитозана насекомых наряду с традиционными видами сырья.

ХИТИН И ХИТОЗАН
...Русские химики пыта­лись использовать хитин в производстве пороха, а немецкие специалисты из фирмы «Хенкель унд К°» стали получать хитин в больших количествах после переработки мицелиальных грибов рода Fusarium.
Во время первой мировой войны дела с продоволь­ствием в Германии обстояли неважно, и в ход пошли жиры даже из низших грибов. Оста­вавшийся хитин бережливые немцы не выбра­сывали, а обрабатывали щелочью и получали хитин ксантогенат, который затем использо­вали в текстильной промышленности для из­готовления особо прочных нитей.
В природе хитина не меньше, чем целлю­лозы,— и того, и другого полимера примерно по 100 миллиардов тонн, причем эти запасы, как вы понимаете, возобновляемые, если относиться к ним по-хозяйски. Но если глав­ный источник целлюлозы — высшие расте­ния, а проще говоря, древесина, которую легко добывать и культивировать, то источни­ки хитина менее управляемы. В разное время предлагали извлекать хитин из кораллов и гидроидов, из майских и водяных жуков и даже из тараканов, учитывая неприхотли­вость и плодовитость последних, а также высокое содержание полиаминосахарида (до 35% от массы тела). Но пока что экономи­чески выгодно добывать хитин только из пан­цирей морских ракообразных и из низших грибов. И хотя, казалось бы, с грибами рабо­тать легче, настоящие, получающие реальную прибыль заводы по производству хитина и его производных работают исключительно на морском сырье. Такие заводы есть в США и Японии, кое-что аналогичное пытались нала­дить на Дальнем Востоке РФ.
Еще один перспективный источник хити­на - диатомовые водоросли. Из них можно получать высококристаллические хитиновые волокна (такой хитин называют хитаном). И все же низшие грибы как источник полу­чения хитина не дают покоя исследовате­лям. По сравнению с другими организмами — производителями хитина — грибы быстрее растут и накопление их биомассы не за­висит от сезона и капризов погоды. Выращи­вать их можно на сравнительно дешевых субстратах, например жидких отходах целлюлозно-бумажной промышленности, крахмалсодержащих отходах пищевой промышленности и т. п. Кроме того, при микро­биологическом производстве лимонной кис лоты, антибиотиков и многих других полезных веществ остается грибная биомасса, которую можно приспособить для получения хитина. И наконец, по сравнению с крабьими грибные источники хитина имеют ряд чисто технологических преимуществ: не надо раз­мельчать сырье, удалять карбонат кальция, можно экстрагировать продукт более слабы­ми кислотами и щелочами.
Надо сказать, что хитин не растворяется в воде и в органических растворителях, что создает известные трудности для его использования на практике. Но если хитин деацетилировать, то получается хитозан, состоящий из остатков D-глюкозамина. А вот этот полимер хорошо растворяется в слабых кис­лотах, например уксусной. В последнее время именно хитозан, а не сам хитин, интересует медиков, бумажников, текстильщиков, растениеводов и многих других.
Сейчас можно перечислить не менее сотни разных областей применения хитина, хитозана и их производных. Об особо прочных нитях уже было упомянуто в начале статьи. Опираясь на технологии немецких химиков начала века, японцы наладили производство специальных тканей, из которых шьют спецодежду. Хитозановая бумага не боится сырости и обладает бактерицидны­ми свойствами...

[AlexAV]

ХИТИН И ХИТОЗАН

Пластик более чем достойный вот только...

В 90-ые годы стоимость технического хитозана составляла 30—40 долларов за килограмм, а производные хитозана цени­лись примерно в пятьсот раз выше. Сегодня цены возросли примерно в 5-7 раз и продол­жают расти.

Собственно как говорится весточка из того нового дивного мира, который у нас будет после исчерпания углеводородов. А ведь природные полимеры в любом случае будут дешевле чем те которые придётся получать из биомассы химически...

[Nucleosome]

вот только...

ну я думаю, что когда будем кушать мух на обед, а сверчков на ужин, то ситуация изменится к лучшему - пока что панцири промысловых ракообразных наиболее доступны, просто потому что другого маловато...
Аскет, спасибо - задавая вопрос я так и подумал, что придёте вы и принесёте ссылку

но вот что я подумал... как видно речь именно о жуках, потому что хитиновые волокна там могут как-то более удобно распологать и примесей поменьше, хотя это как-то кажется слишком натянуто... вообще есть ещё паутина, производить которую можно научить и бактерии, хотя опять наверное вопрос укладки очень важен. а на пауков расчитываь не приходится - хищники они.

трупами. делов-то

да, тоже дело

[Okub62]

Собственно как говорится весточка из того нового дивного мира, который у нас будет после исчерпания углеводородов. А ведь природные полимеры в любом случае будут дешевле чем те которые придётся получать из биомассы химически...

Хотел упомянуть старый добрый целлулоид, но передумал. Большой расход нитруюшей смеси, плюс огнеопасность - нет, не пойдёт.
Тогда упомяну прессшпан - тоже неплохой материал, полагаю, из растительного сырья.

[ВадимZero]

Там собственно возникают две проблемы. Первая - как обеспечить ввод пучка в реактор таким образом, чтобы это было совместимо с требованиями безопасности системы. Вторая - сильная неравномерность тепловыделения.

А собственно какие проблемы? Все эти заморочки с поткритичностью и делают чтобы с экономить за на системах безопасности. Сама реакторная часть может быть очень просто устроена, к примеру в виде циркулирующего расплава солей урана или тория.