2024년에는 기후변화에 대처하는 기술 전기를 생산하는 연을 타고 구름 위로 솟아오르고, 탄소를 격리하기 위해 바다를 여행하고, 새로운 방식으로 농업 기술에 전력을 공급하기 위해 지구에 스며들었습니다. 이것이 벨을 울리지 않더라도 걱정하지 마세요! 우리는 여러분이 살펴볼 수 있도록 지난 해의 기후 기술 상위 10개 스토리를 여기에 모았습니다.
기후 기술은 빠르게 발전하는 학제간 분야입니다. IEEE 스펙트럼 2025년에는 이러한 기술에 관해 어떤 이야기를 쓸지 기대됩니다.
1. 건물의 EMP 방지 방법
그 숨막히는 전경은 북극광 올해는 태양 폭풍으로 인한 위험한 전자기 펄스(EMP)의 전조였습니다. EMP는 전자 시스템을 파괴하고 전력망에 과부하를 주어 정전을 일으킬 수 있습니다. 그것들은 태양 활동에 의해서만 생성되는 것이 아닙니다. 인간 공격자 예를 들어 대기권에서 핵무기를 폭발시켜 EMP를 생성할 수도 있습니다. 다행히 연구자들은 다음과 같습니다. 리우 일루테네시의 오크리지 국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)에 있는 그는 이 문제를 연구하고 있습니다. 에서 IEEE 스펙트럼과의 Q&AIEEE 스펙트럼그녀는 EMP의 위험성과 그녀의 연구실에서 내부의 민감한 장비를 보호하는 건물을 설계하는 방법에 대해 설명합니다.
2. 날아다니는 연은 컨테이너 크기의 전력 생산을 제공합니다
풍력 터빈을 설치할 수 없는 멀리 떨어져 있거나 접근하기 어려운 위치에는 재생에너지를 위한 새로운 선택 세대 : 연. 카이트파워네덜란드에 본사를 둔 는 전기를 생산하는 연 시스템을 구현하기 위해 노력하고 있습니다. 매. 바람이 연의 지상 밧줄을 당기면 전력으로 변환되는 힘이 생성됩니다. 60제곱미터 규모의 연은 더 강하고 안정적인 바람을 잡기 위해 최대 350미터(풍력 터빈 높이의 두 배 이상)까지 날 수 있습니다. 연에는 400kWh 배터리가 장착되어 있으며 전체 시스템이 표준 배송 컨테이너에 맞습니다. Kitepower는 현재 디젤 발전기에 의존하고 있는 외딴 지역사회에 Hawk를 보내 풍력 터빈보다 훨씬 적은 공간을 차지하는 보다 깨끗한 전력원을 제공할 수 있기를 희망합니다.
3. 열 펌프는 추운 기후에 대처합니다
역사적으로, 열 펌프 대부분의 제품은 약 4°C의 감소된 용량에서 작동하고 약 -15°C에서는 작동하지 않는 등 추운 환경에서 기능하는 데 어려움을 겪었습니다. 그러나 이제 압축기가 개선되면서 열 펌프 제조업체는 기술을 보유하게 되었다고 말합니다. 혹한 속에서도 집을 효율적으로 난방하기 위해 온화한 겨울 기온에서 그러하듯이. 히트펌프 일하다 끓는점이 매우 낮은 유체를 이동하고 압축함으로써 발생합니다. 압축기는 유체로 변한 증기의 온도와 압력을 높이는 요소이므로 압축기의 모터 속도와 더 많은 증기를 분사하는 타이밍이 개선되어 추운 온도에서 히트펌프의 효율이 높아졌습니다. 미국 에너지부는 캐나다 천연자원부(Natural Resources Canada)와 협력하여 한랭지 히트펌프 기술 과제8개의 힙 펌프 제조업체가 -15°C에서도 최대 용량 성능을 발휘한다는 목표로 열 펌프를 테스트하고 있습니다.
4. 농업 IoT 시스템은 토양을 통해 전력을 보냅니다.
스마트 농업 IoT 장치는 농부들이 GPS 좌표, 수분 수준, 온도, 산도, 영양분 등을 측정하여 토지 전체에서 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 큰 그림을 이해하는 데 도움이 됩니다. 문제는 흩어져 있는 센서에 충분한 전력을 공급하는 것입니다. 하지만 이미 모든 장치를 연결하는 것을 사용한다면 어떨까요? 좋아요-토양. 연구원 테네시 공과대학교 지상을 통해 전력을 전달하는 방법을 설계했습니다. 연구진의 2에이커 규모의 테스트 네트워크는 60Hz로 전력을 전송했으며 하루에 0.1kWh만 소비했습니다. 그들이 그 전력에 대해 소매 요금을 지불했다면 하루에 1페니가 조금 넘는 비용이 들었을 것입니다.
5. Ebb Carbon, 해양 지구공학 플랜트 계획
썰물 카본 캘리포니아에 본사를 둔 스타트업으로 공기 중 수백 톤의 이산화탄소를 제거하기 시작할 준비가 되어 있습니다. 그들의 이산화탄소 제거 공장 워싱턴 주 포트엔젤레스에서 전화를 걸었습니다. 프로젝트 마코마전기화학 공정을 사용하여 바닷물을 산성 부분과 염기성 부분으로 분리합니다. 산성 흐름은 중화되거나 외부로 배출되고, 기본 흐름은 바다로 방출됩니다. 그곳에서 이산화탄소와 혼합되어 탄소를 저장하는 안정적인 방법인 중탄산염을 생성하게 됩니다. 프로젝트가 CO를 포집하고 저장함에 따라2 바다에서, 바다는 더 많은 CO를 끌어낼 수 있을 것입니다2 공중에서. 많은 해양 과학자들이 이와 같은 해양 지구공학 프로젝트에 회의적이지만, 미국 에너지부는 미화 1억 달러 규모의 프로젝트를 개발했습니다. 카본샷 프로그램 이는 해양 저수지를 포함하여 이산화탄소 제거 및 저장에 자금을 지원합니다.
6. 태양광 패널을 재활용하는 깨끗하고 친환경적인 방법
수백만 2025년이면 수많은 톤의 태양광 패널이 수명을 다하게 됩니다. 여기에는 매우 귀중하지만 하드웨어에서 추출하기 어려운 재료인 실리콘, 은, 구리가 포함되어 있습니다. 현재 최고의 프로세스 태양광 패널 재활용 이러한 금속의 90%를 회수할 수 있지만 가격이 비싸고 독성 화학 물질을 사용하는 경우가 많습니다. 시작 9-테크 재활용 프로세스를 갖추고 있습니다. 최대 90%까지 회복 독성 화학 물질을 사용하거나 오염 물질을 환경에 방출하지 않고 재료를 사용합니다. 9-Tech 파일럿 공장의 작업자들은 태양광 패널에서 알루미늄 프레임, 접속 배선함, 강화 유리를 수동으로 제거합니다. 그런 다음 나머지 물질은 400°C의 용광로에 공급되고, 새로운 오염 물질은 필터로 포집됩니다. 일련의 체를 통해 유리와 실리콘을 분리한 다음 실리콘을 산성조로 보내 초음파를 통해 부착된 은에서 분리합니다. 이 과정은 비용이 많이 들지만 회수된 재료의 품질이 높아 비용을 상쇄하는 데 도움이 될 것이라고 스타트업 창업자들은 말합니다.
7. 전자레인지로 비행기에 전력을 공급하는 것은 가장 미친 아이디어가 아닙니다
항공 산업을 완전히 탈탄소화하려면 고정관념에서 벗어나 생각해야 합니다. 이안 맥케이 우리가 사용하는 곳에서 가능한 미래를 제시합니다 경기장 크기의 마이크로파 어레이 비행기의 안테나에 전력을 공급합니다. 이 전자레인지는 구름을 통과하여 승객에게 해를 끼치지 않을 수 있지만 공기를 상당히 가열하여 근처의 새에게 해를 끼칠 수 있습니다. 이와 같은 것이 시도된 적은 없지만 기술적 개선에 따르면 위상 배열을 사용하려는 CalTech 스타트업을 포함하여 이것이 가능할 수 있습니다. 위성에서 지구로 태양광 발전을 빔. 엄청난 기술적 장벽과 규제 문제가 있음에도 불구하고 이 사고 실험은 고려해 볼 가치가 있습니다. 그들만의 문제가 있어.
8. Climeworks는 절반의 에너지로 CO2를 두 배로 포집합니다.
클라임웍스취리히에 본사를 둔 회사인 는 새로운 직접 공기 캡처 (DAC) 기술은 10년 안에 수백만 톤의 이산화탄소를 제거할 것입니다. 그들의 최신 시설 결국 36,000톤의 CO를 배출하게 됩니다.2 매년 공중에서. 그들의 새로운 DAC 기술 새로운 흡착제(CO를 흡수하는 물질)에 의존합니다.2) 공기에 더 많은 표면적을 노출하도록 수정된 기하학적 구조를 통해 두 배의 CO를 포집합니다.2. 새로운 디자인은 컬렉터 유닛의 구조를 3단 랙에서 중앙 샤프트를 둘러싸는 4개의 컬렉터 벽을 갖춘 큐브형 디자인으로 수정합니다. 이들은 다음에서 사용됩니다. 프로젝트 Cypress DAC 허브미국 최초의 100만 톤 이산화탄소 제거 허브를 만들기 위해 미국 에너지부가 자금을 지원하는 프로젝트입니다.
9. 펨토초 레이저로 태양광 패널의 재활용 문제 해결
태양광 패널 지속되도록 제작되었습니다. 혹독한 날씨, 변화하는 온도, 수십 년간의 사용으로 인한 마모를 견디기 위해서는 제품을 단단히 밀봉해야 합니다. 광전지 재료. 대부분의 제조업체는 유리판 사이에 끈적한 폴리머 층을 추가하여 이 씰을 만듭니다. 그러나 이러한 폴리머는 한번에 제거하기가 엄청나게 어렵습니다. 끝 태양광 패널의 수명. 미국 연구진 국립재생에너지연구소 폴리머 없이 유리를 녹이는 방법을 찾았습니다. 함께 녹여 펨토초로 레이저. 이 강렬한 광자 빔은 유리의 광학 흡수를 변화시켜 유리 시트를 함께 녹이는 이온화된 유리 원자의 작은 플라즈마를 생성합니다. 이 새로운 방법은 더 오래 지속되고 재활용이 더 쉬운 태양광 패널을 만듭니다.
10. 열대 데이터 센터를 위한 냉각 아이디어
데이터 센터 특히 따뜻한 기후에서는 에너지를 많이 소비합니다. 그러나 싱가포르의 연구자들은 현재 여러 가지 방법을 테스트하고 있습니다. 지속 가능하게 냉각하기 위해. 20개 이상의 기술 기업, 대학, 정부 기관이 협력하여 지속 가능한 열대 데이터 센터 테스트베드. 그들은 새로운 것을 테스트하고 있습니다 StatePoint 액체 냉각 소수성 미세 다공성 막이 물을 냉각시키는 액체-공기 열 교환기를 생성하는 시스템입니다. 이 시스템은 찬 공기 대신 찬 물을 생성하기 때문에 덥고 습한 환경에서 더욱 효과적입니다. 연구원들은 프로토타입도 테스트할 예정이다. 건조제 코팅 열 및 물질 교환기통과하는 공기에서 수증기를 흡수하는 건조제 코팅으로 공기를 건조시켜 데이터 센터의 습기를 제거합니다. 앞으로 그들은 이러한 에너지 절약 기술을 전 세계 열대 지역 데이터 센터에 도입하기를 희망합니다.