Barbara, Borbála
-6 °C
3 °C

Energiaellátás nanotechnológiával

2005.03.27. 08:35
A nanotechnológia fejlődésével a jelenlegi energiaszolgáltatás versenyképes alternatívái jelennek meg. Hatékonyabb, olcsóbb, a környezetre kevesebb veszélyt jelentő technológiák - áll a Rice Egyetem új tudománypolitikát kidolgozó jelentésében.

A 2003. májusban, több mint ötven vezető amerikai tudós, például a fullerént feltaláló (és a neves houstoni egyetemen dolgozó) Nobel-díjas Richard Smalley közreműködésével megtartott Energia és Nanotechnológia konferencián alapuló jelentés egyértelműen a nanotudományokhoz köti a XXI. század egyik (Smalley szerint a) legfőbb technológiai kihívásának tűnő energiabiztonság és ellátás új lehetőségeit. Mindez azt is eredményezné, hogy az Egyesült Államok és a nyugati világ kevésbé függene a közép-keleti olajtól és természetes gázoktól.

Még időben kellene megtenni a szükséges intézkedéseket, hiszen szakértői vélemények alapján a problémát súlyosbítaná, hogy 2030-ra, technológiai áttörés nélkül a Föld lakosságának jelentős része - több mint egymilliárdan - modern elektromosság nélkül maradna.

A sikerhez túl kell lépni a szinte csak tervszinten létező új, hidrogénalapú energiarendszereken is. A többi potenciális "tiszta" forrás hasznosításához - geotermikus energiához, cseppfolyósított természetes gázokhoz, gázhidrátokhoz, stb. - egyértelműen a "nanovilágokon" keresztül jutunk el.

Energetika nanoalapokon

Smalley a nanotechnológia két oldalát különbözteti meg egymástól: a biotechnológiában manifesztálódó "nedves" a sejt- és vírusszintű molekuláris gépezetekre vonatkozik, míg a "száraz" közvetlenebb módon kapcsolódik az energetikához. Idetartozik az elektromos és hőtermikus vezetés kérdése; nanotech-alkalmazásokkal a magasabb hőmérséklettel szembeni nagyobb ellenállás, szilárdabb eszközök várhatók. A század közepére a ma elfogyasztott energiának a kétszeresét biztosító, nem-hagyományos - nem olajon és természetes gázokon alapuló -, könnyen hozzáférhető, tiszta és olcsó forrásra lesz szükség. Viszont a jelenlegi hosszútávú, 2050-re várható kereskedelmi forgalmazású nanotech kutatásfejlesztési projektek mellett rövidtávúak, 2015 és 2020 között alkalmazhatók iránt szintén komoly igény mutatkozik.

Az új "energiatudományi" felfedezések rendkívül költségesnek tűnnek - becslések szerint eleinte évi tíz-, idővel húszmilliárd dollárra rúgnának. "A kutatás forradalmi előrelépéseket céloz meg a nap-, a szélenergia, a fúziók, az újgenerációs atomreaktorok, az üzemanyagcellák, az elemek, a széndioxid-kibocsátás jelentős csökkenését eredményező hidrogén-előállítás, a tárolás, a közlekedés területén, és a mindezeket a forrásokat összekapcsoló elektronikus energiai hálózat kiépítésében" - áll a jelentésben. Úgy, hogy az új technológiák mellett a már létezőket is folyamatosan kell fejleszteni, tökéletesíteni.

Földi Apollo Program

A tudósok egyértelműen megfogalmazták, hogy léptékében és hatásában csak az Apollo Programhoz fogható nanotechnológia alapú energia-kutatási program szükséges. Tizennégy nagy kihívást azonosítottak: az előállítási költségek drasztikus csökkentését minden területen, új szupererős és rendkívül könnyű anyagok, fotovoltaikus félvezetők kidolgozását, a számítógépek és szenzorok nanoelektronika általi forradalmasítását, és így tovább.

A nanotechnológia első hatásai a hőmérséklet szabályozásától erősen függő energiatovábbításban, valamint a tárolásban várhatók. A szénalapú nanocsövek és más "egzotikus anyagok" csökkentik a nagytávolságú szállítások költségeit. Hatékonyabbá válnak a rendszerek. A világítási és elektromos-hálózati technikák szintén megújulnak: a továbbítás forradalmának eredményeként az elosztott elektromosság mellett távoli forrásokból, például napenergia-kollektorokból ugyancsak hozzáférhetünk a szükséges energiához. "Az energia nemcsak azért egyedülálló, mert választ ad a legtöbb problémánkra, hanem mert tehetünk is érte valamit" - összegez Smalley.