Informatika és tudomány

Hunter

Elektromosság a levegőből

Ha sikerülne hasznosítani azt a természetes elektromos energiát, amit a vízpára gyűjt össze a levegőben található por és egyéb anyagok mikroszkopikus részecskéiből, megkapnánk a napenergia egyik alternatíváját, illetve csökkenthetnénk a villámcsapások gyakoriságát, vetették fel tudósok az American Chemical Society (ACS) 240. ülésén. "Kutatásunk kikövezheti az utat a légkör elektromosságának egy alternatív energiaforrássá alakítása előtt" - mutatta be a tanulmányt vezető Fernando Galembeck, a brazil Campinas Egyetem tudósa.

1840-ben brit munkások fájdalmas áramütésekre panaszkodtak, amikor egy Newcastle upon Tyne-i gyár kazánjából kiáramló gőz közelébe mentek. A "gőzelektromosságnak" elnevezett jelenség nem volt ismeretlen, Michael Faraday-t, korábban pedig Alessandro Voltát is zavarba hozta, végül azonban feledésbe merült, anélkül, hogy valaha is magyarázatot találtak volna rá. Galembeck kutatása segíthet megfejteni a tudományos rejtélyt, választ adva a légköri elektromosság keletkezésére és kisüléseire, egyúttal elvezetve egy új energiaforráshoz.

Ehhez azonban el kell fogadni, hogy a víz képes elektromos töltés tárolására, ami megsérti a széles körben elfogadott elektroneutralitás elvét. Ez az alapelv azt állítja, hogy a negatív és pozitív töltésű részecskék semlegesítik egymást egy elektrolitban. Galembeck nem vitatja az elvet, azonban meggyőződése, hogy a valódi anyagokon ritkán alkalmazható, mivel azok gyakran tanúsítanak ion kiegyensúlyozatlanságokat, ami egy mérhető töltést hoz létre.

Nikola Tesla egyike volt azoknak, akik a légköri elektromosság begyűjtéséről álmodtak, egészen mostanáig azonban a tudósok nem rendelkeztek az atmoszférában található víz elektromosságának kialakításában és kibocsátásában közreműködő folyamatok megértéséhez a szükséges ismeretekkel.

Galembeck és munkatársai a víz és a porrészecskék légköri találkozásait szimuláló laboratóriumi kísérleteket végeztek, melyekhez a levegőben gyakori szilícium és alumínium-foszfát részecskéket használták. Bebizonyították, hogy a szilícium erősebb negatív töltést szerez a magas páratartalomban, míg ugyanez a közeg az alumínium-foszfát pozitív töltését erősíti. "Ez egyértelmű bizonyíték volt arra, hogy a légkörben található víz képes összegyűjteni elektromos töltéseket és átadni más anyagoknak, amikkel kapcsolatba kerül" - magyarázta Galembeck. "Ezt 'hygro-elektromosságnak’ neveztük, ami pára-elektromosságot jelent."

A brazil tudós szerint lehetséges lenne a napelemekhez hasonló kollektorok kifejlesztése, amivel foglyul ejtenék a pára-elektromosságot és eljuttatnák a fogyasztókhoz. Ahogy a napelemek a világ legnaposabb tájain a leghatékonyabbak, úgy a pára-elektromos panelek a magas páratartalmú helyeken működnének igazán effektíven.

A kutatók szerint ez a megoldás a villámcsapások elhárításában is segítséget nyújthat. Galembeck elképzelése szerint, ha azokon a területeken, ahol gyakoriak a viharok, hygro-elektromos paneleket helyeznek el az épületek tetején, a panelek megcsapolva a levegő elektromosságát meggátolják a villámok kialakulásához szükséges elektromos töltések felgyülemlését. Kutatócsoportjával különböző fémeket tesztel, hogy megtalálják a légköri elektromosság foglyul ejtéséhez legnagyobb potenciállal rendelkezőt. "Még hosszú utat kell bejárnunk, azonban a hygro-elektromosság hasznosításából származó előnyök tekintélyesek lehetnek" - összegzett Galembeck.

Hozzászólások

A témához csak regisztrált és bejelentkezett látogatók szólhatnak hozzá!
Bejelentkezéshez klikk ide
(Regisztráció a fórum nyitóoldalán)
  • NEXUS6 #68
    "Egy gyorsan mozgó közeg az energiáját akkor adja le 100% hatásfokkal, ha a közeg teljesen leáll, a gép pedig átveszi a mozgást."
    Gondolj arra, hogy milyen esetekben használják a turbinákat. Pl erőműveknél a reaktorból, égőtérből kijövő gőz hőenergiáját alakítják át mozgási energiává. Csak azt az energiát kell kivenni, ami a gőzbe mint hő bekerült, a víz kondenzációs, vagy az elpárologtatási/forraláshoz szükséges energiát általában nem tudják kinyerni, azzal fűtik a melegházakat, lakóházakat ha van a közelben.
    A gőz viszont különböző módokon tudja leadni az energiáját, attól függően, hogy hogyan változik a nyomás a rendszerben. Ezt itt is figyelembe kell venni.
    És hasonló a szitu a gázturbináknál is.
    A nem összenyomható közegek, folyadékok meg más tészta, de egy vízi erőmű turbináját sem lehet egy hőerőmű turbinájával kicserélni!


    "Igen ám, de ez a közeg jelentősen rátapad az anyag felületére, különben hogyan hajtaná a tárcsákat? Vagyis jelentős súrlódási veszteség keletkezik."
    Igazság szerint a hagyományos lapátos turbinák (vagy repülőgép szárnyak, mert a kis turbinalapátok gyakorlatilag azok) is ilyen hatást használnak, csak ott a lapátok el is fordítják az áramlást és ezáltal a lapát felületére merőleges erő, "felhajtóerő" keletkezik.
    Ott a kis repülőszárnyak elrendezése adja a körmozgást, vagy kompresszor módon üzemeltetve aztán a közeg hátrafelé áramlását.
    Itt nincs kényszerített irányváltás, mert ahogy veszti el a közeg az energiáját, és adja át a tárcsának gyakorlatilag magától spirális pályán megy be szépen a tengelyek felé ahol aztán majd kilép.
  • kvp #67
    "Itt a gázsugár együtt mozog a forgó kerékkel, és a kilépő közeg még mindig túl nagy sebességű (energiájú) Következésképp több tárcsát (vagy dobot) kell egymás UTÁN kötni. Ekkor viszont meg kell oldani a gyorsan mozgó közeg terelését."

    A tarcsak kozepenel lep ki a gaz, itt a legkisebb a tarcsak sebessege, tehat a kilepo gaz mozgasi energiaja is. A jobb energiakihasznalas erdekeben _nagyobb_atmeroju_ tarcsakat kell epiteni, hogy a keruleti es a kozponti resz sebessege kozti kulonbseget maximalizaljuk. A tobb parhuzamos tarcsa csak tobb rest jelent, tehat a rendszer aramlasi kapacitasat noveli. Tobb tarcsa egymas utan kotese pedig annyit jelent, hogy tobb turbina van, ez az alapja a legtobb compound gozgepnek es a tobblepcsos turbinaknak is. Tesla turbinak eseten is megoldhato a tobblepcsos uzemmod, ha szukseg van ra, az egyik lepcso kozepso kimeno nyilasat kell egy csovel osszekotni a kovetkezo (eltero meretu es ezert eltero keruleti sebessegu) lepcso bemeno nyilasaval.

    "Igen ám, de ez a közeg jelentősen rátapad az anyag felületére, különben hogyan hajtaná a tárcsákat? Vagyis jelentős súrlódási veszteség keletkezik."

    A tesla turbina alapvetoen molekularis szintu dorzshajtast hasznal, ez normalis. A surlodasi vesztesegbol ho keletkezik, ami meleg hajtokozeg (pl. tulhevitett goz, gazsugar) eseten nem baj, mert ennek jo reszet a hajtokozeg megtartja, tehat kihasznalhato marad. Hideg kozegek (viz, suritett levego) eseten jelenthet csak gondot, itt vesztesegkent lep fel. (hagyomanyos turbinak eseten is, bar ott kevesbe, mivel ott foleg a kavitacio okozhat gondot)
  • halgatyó #66
    megnéztem, meg pár kapcsolt anyagot is:
    ...carbon fibre disks
    Tesla Turbine made from old Hard Drive pt2
    pár kérdés közben felvetődött.

    Egy gyorsan mozgó közeg az energiáját akkor adja le 100% hatásfokkal, ha a közeg teljesen leáll, a gép pedig átveszi a mozgást.
    Itt a gázsugár együtt mozog a forgó kerékkel, és a kilépő közeg még mindig túl nagy sebességű (energiájú)
    Következésképp több tárcsát (vagy dobot) kell egymás UTÁN kötni. Ekkor viszont meg kell oldani a gyorsan mozgó közeg terelését.
    Igen ám, de ez a közeg jelentősen rátapad az anyag felületére, különben hogyan hajtaná a tárcsákat? Vagyis jelentős súrlódási veszteség keletkezik. Számszerűen nem tudom, hogy mennyi, pedig ez alapvető fontosságú információ.

    Mindamellett remélem, hogy nem lesz igazam, és az emberiség egy újabb eszközzel gazdagodhat, mert mostanában igencsak rászorul. Viszont az esetleges tévutakba nem szabad túl nagy energiát fektetni.
  • NEXUS6 #65
    A 40%-os hatásfokot Warren Rice publikálta. Ha jól tudom azonban a kiindulópont az volt, hogy egy általános, szinte bármilyen közegben kiváló hatásfokkal működő szerkezetként volt akkor is az underground emberkék fejében ez a cuccos, így az általa épített és vizsgált turbina sem volt megfelelően paraméterezve egy bizonyos közegre.

    Azonban megfelelő méretezéssel és a tányérok számának növelésével valószínűleg el lehet érni itt is a 90%-körüli értéket. A hagyományos lapátos turbinánál sem mindegy, hogy mivel hajtod vízzel, gőzzel, vagy levegővel.
  • kvp #64
    Egy mukodo tesla turbina (demonstracios peldany, suritett levegolvel megy):
    http://www.youtube.com/watch?v=e7nFga2BpGU

    Mukodesi elve arra alapul, hogy ha eleg kozel vannak a tarcsak egymashoz, akkor a folyadek viszkozitasa, tehat a molekulainak a tapadasa mar kepes megfogni es elforditani a tarcsakat. Egyebkent tobbek kozott erre a jelensegre alapul a hajszalcsovesseg is. A megoldas hatasfoka kb. 40 szazalek, ami a mai turbinak 90 szazlekos teljesitmenyetol eleg mesze van, viszont cserbe kisebb a tomege. Egy pulse detonation elvu sugarhajtomu is konnyebb es egyszerubb mint egy turbofan, csak kisebb a teljesitmenye es ezert tobb uzemanyagot fogyaszt. Ha nagyon jo teljesitmenyt akarunk egy jarmunel, akkor erdemes pl. egy stirling generatort es elektromos hajtaslancot hasznalni, de egy hagyomanyos fix fordulatu turbina is megfelelo a generator hajtasara es sokkal konnyebben beszerezheto.
  • Elemir #63
    Ez, de jó téma skacok.
    Végre nem a fikázást látom, hanem rendes eszmecserét, érveket. Vitafórum lett és nem fikázó bajnokság:) jupiiii
  • halgatyó #62
    A gépelési hibákért bocs.
    Viszkozitást akartam írni
  • halgatyó #61
    Ez a Tesla turbina nekem gyanús. Szép elméletekkel tele vagyunk, de a gyakorlatban egyik működik a másik meg nem.

    Ha látom működve, akkor elhiszem, hogy jó.
    Az elméletét sem értem, vagy amit értek belőle (áramló közeg tapadása a felülethez + viszkositás) nos az alapján biztosan mondható, hogy nem működik gazdaságosan (nincs most kedvem számolni, de szerintem bárki utánaszámolhat a legtöbb közeg viszkozitásával, hogy mennyit tud ez a gép... szerintem szinte semmit.

    Az, hogy sokan és nagy meggyőződéssel állítják, hogy ez működik, nos ez nem jelent semmit. Az összes örökmozgót is hihetetlen meggyőződés mozgatja... csak épp azok a fránya természeti törvények akadékoskodnak folyton

    Meg kell építeni.
  • halgatyó #60
    Paks?
  • NEXUS6 #59
    Én azért vitatkoznék ezekkel a kijelentéssel.
    A modern hajtóművek egyes fokozatai már BLISK technológiával készülnek. Ahogy nézem a kompresszornál ugyan már viszonylag elterjedten ezt alkalmazzák, de talán a turbinánál még nem. Azonban valszeg ott is ezt fogják. Ez ugyan így egy darabból készült, és nem különálló lapátokból rakják össze.
    Ez azonban a lényegen nem változtat, pl a Tesla-turbina viszonylag nagyobb felületen érintkezik az áramlással ha pl a korong tömegére vetítjük le.

    A Tesla-turbinát használó hajtóművet is lehetne kétáramúra tervezni, vagy más módon szabályozni, hogy milyen hatásfokkal alakuljon át a forró gáz energiája forgó mozgássá, a "maradék" pedig ugyan úgy a tolóerőt szolgálná.

    Igen, jelenleg tényleg nem építenek belőle forró gázokat hasznosító rendszereket, (igazából valójában semmilyent, mert jóformán csak amatőrök foglalkoznak vele) de ez nem azt jelenti, hogy nem is lehetne.

    Azonban lehetséges, hogy a Tesla-turbina valójában nem lenne olyan flexibilis, mint a mai hajtóművek, amelyek állóhelyzettől kezdve többszörös hangsebességig, földközeltől, 20 000 m-ig biztosítják a repülők meghajtását.
    Lehet, hogy behatároltabb lenne az alkalmazása, pl amit írtál egy állandó fordulatszámon/paraméterekkel működő hajtómű meghajtana egy generátort, amivel villanymotorokon keresztül hajtanának légcsavarokat. Lehet, hogy még így is alacsonyabb lenne a tömege, mintha ezt a jelenlegi hajtóművekkel tennék.
    Talán.

    A gond az, hogy ezt a technológiát senki nem használja, ergo tapasztalatok sincsenek vele. Lehet, hogy hülyeség az egész, de mivel nincsenek tapasztalatok így ez sem mondható ki.
További bejegyzések a fórumban...