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작성자 관리자
댓글 0건 조회 46회 작성일 24-12-25 13:41

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2024년의 10대 기후 기술 스토리

탄소 포집, 태양광 패널 재활용 및 청정 에너지 생산

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2024년, 기후 변화에 대처하는 기술이 전기를 생성하는 연을 타고 구름 위로 날아올라, 바다를 여행하며 탄소를 격리하고, 지구로 스며들어 새로운 방식으로 농업 기술에 전력을 공급합니다. 이런 것들이 익숙하지 않다면 걱정하지 마세요! 지난해의 10대 기후 기술 기사를 모아서 여러분이 탐험할 수 있도록 했습니다.

기후 기술은 급속히 발전하는 학제간 분야입니다. IEEE Spectrum 에서는 2025년에 이 기술에 관해 어떤 기사를 쓸지 기대하고 있습니다.

1. 건물을 EMP로부터 보호하는 방법

스튜어트 브래드포드

올해의 오로라 보레알리스 의 숨 막힐 듯한 광경은 태양 폭풍으로 인한 위험한 전자기 펄스(EMP)의 전조였습니다. EMP는 전자 시스템을 파괴하고 전력망에 과부하를 일으켜 정전을 일으킬 수 있습니다. EMP는 태양 활동으로만 생성되는 것이 아닙니다. 인간 공격자 도 EMP를 생성할 수 있습니다. 예를 들어 대기권 높은 곳에서 핵무기를 폭발시키는 것과 같습니다. 다행히도 테네시주 오크리지 국립 연구소의 Yilu Liu 와 같은 연구자들이 이 문제를 연구하고 있습니다. IEEE Spectrum IEEE Spectrum 과의 Q&A 에서 그녀는 EMP의 위험성과 그녀의 연구실에서 내부의 민감한 장비를 보호하는 건물을 설계하는 방법에 대해 설명합니다.

2. 날아다니는 연이 컨테이너 크기의 전력을 생산합니다.

카이트파워

멀리 떨어져 있거나 접근이 어려운 지역에서는 풍력 터빈을 사용할 수 없는 재생 에너지 생산을 위한 새로운 옵션이 있습니다.바로 연입니다. 네덜란드에 본사를 둔 Kitepower 는 Hawk 라는 전기 생성 연 시스템을 구현하기 위해 노력하고 있습니다 .바람이 연의 지면 고정줄을 당기면 전기로 변환되는 힘이 생성됩니다.60제곱미터 크기의 연은 최대 350m(풍력 터빈의 두 배 이상) 높이까지 날아 더 강하고 꾸준한 바람을 잡을 수 있습니다.연에는 400킬로와트시 배터리가 장착되어 있으며 전체 시스템은 표준 운송 컨테이너에 들어갑니다.Kitepower는 현재 디젤 발전기에 의존하고 있는 외딴 지역 사회에 Hawk를 보내 풍력 터빈보다 훨씬 적은 공간을 차지하는 더 깨끗한 전력원을 제공하기를 바랍니다.

3. 히트 펌프는 추운 기후에 적응합니다.

트레인 테크놀로지스

역사적으로, 히트 펌프는 추운 날씨에 작동하기 어려웠으며, 대부분은 약 4°C에서 용량이 감소하여 작동하고, 약 -15°C에서는 고장이 났습니다. 하지만 이제 히트 펌프 제조업체들은 압축기가 개선되어 온화한 겨울 기온에서와 마찬가지로 혹독한 추위에서도 효율적으로 집을 덥힐 수 있는 기술을 갖추었다고 말합니다 . 히트 펌프는 끓는점이 매우 낮은 유체를 움직이고 압축하여 작동합니다 . 압축기는 유체에서 증기로 바뀐 온도와 압력을 증가시키는 요소이므로 압축기의 모터 속도와 더 많은 증기를 주입하는 타이밍이 개선되어 히트 펌프가 추운 기온에서 더 효율적이 되었습니다. 미국 에너지부는 캐나다 천연자원부와 협력하여 Cold-Climate Heat Pump Technology Challenge를 주최하고 있으며 , 8개의 힙 펌프 제조업체가 히트 펌프를 테스트하여 -15°C에서도 최대 용량으로 성능을 발휘하는 것을 목표로 합니다.

4. 농업 IoT 시스템이 토양을 통해 전력을 전송합니다.

테네시 공과대학교

스마트 농업 IoT 기기는 GPS 좌표, 습도, 온도, 산도, 영양소 등을 측정하여 농부가 토지 전체에서 무슨 일이 일어나고 있는지에 대한 전반적인 그림을 이해하도록 돕습니다. 문제는 분산된 센서에 충분한 전력을 공급하는 것입니다. 하지만 이미 모든 기기를 연결하는 것을 사용한다면 어떨까요? 바로 토양 입니다. 테네시 기술 대학 의 연구원들은 지면을 통해 전력을 전송하는 방법을 설계했습니다. 연구원들의 2에이커 테스트 네트워크는 60헤르츠로 전력을 전송하여 하루에 0.1킬로와트시만 소모했습니다. 그 전력에 대한 소매 가격을 지불했다면 하루에 1페니가 조금 넘었을 것입니다.

5. Ebb Carbon, 해양 지구공학 플랜트 계획

에브 카본

Ebb Carbon 은 캘리포니아에 있는 신생 기업으로, 공기에서 수백 톤의 이산화탄소를 제거하기 시작할 준비가 되었습니다. 워싱턴주 포트 앤젤레스에 있는 Project Macoma 라는 이산화탄소 제거 플랜트는 전기화학적 공정을 사용하여 해수를 산성과 염기성 부분으로 분리합니다. 산성 흐름은 중화되거나 배출되고 염기성 흐름은 바다로 방출됩니다. 거기에서 이산화탄소와 섞여 중탄산염을 생성하는데, 이는 탄소를 저장하는 안정적인 방법입니다. 이 프로젝트가 바다에서 이산화탄소를 포집하여 저장함에 따라 바다 는 공기에서 더 많은 이산화탄소를 끌어올릴 수 있을 것입니다 . 많은 해양 과학자들이 이와 같은 해양 지구공학 프로젝트에 회의적이지만, 미국 에너지부는 해양 저장소를 포함하여 이산화탄소 제거 및 저장을 자금 지원하는 1억 달러 규모의 Carbon Shot 프로그램을 개발했습니다 .

6. 태양광 패널을 재활용하는 깨끗하고 녹색한 방법

루이지 아반타지아토

수백만 톤의 태양광 패널이 2025년에 수명을 다할 것입니다. 여기에는 실리콘, 은, 구리가 포함되어 있습니다. 이 재료들은 매우 귀중하지만 하드웨어에서 추출하기 어렵습니다. 태양광 패널 재활용을 위한 현재 최고의 공정은 이러한 금속의 90%를 회수할 수 있지만 비용이 많이 들고 종종 독성 화학 물질을 사용합니다. 신생 기업 9-Tech 는 독성 화학 물질을 사용하거나 환경으로 오염 물질을 방출하지 않고도 최대 90%의 재료를 회수 하는 재활용 공정 을 가지고 있습니다. 9-Tech의 시범 공장 근로자들은 태양광 패널에서 알루미늄 프레임, 접합 상자, 강화 유리를 수동으로 제거합니다. 그런 다음 나머지 재료는 400°C의 용광로에 넣고 출현하는 오염 물질은 필터로 포집합니다. 일련의 체로 유리와 실리콘을 분리한 다음 실리콘을 산 욕조로 보내 초음파로 부착된 은에서 분리합니다. 이 공정은 비용이 많이 들지만 회수된 재료는 고품질이어서 비용을 상쇄하는 데 도움이 될 것이라고 신생 기업 설립자들은 말합니다.

7. 마이크로파로 비행기에 동력을 공급하는 것은 가장 미친 생각이 아니다

맥키빌로

항공 산업을 완전히 탈탄소화하려면 상자 밖에서 생각해야 합니다. 이언 맥케이는 경기장 크기의 마이크로파 배열을 사용하여 비행기의 안테나로 전력을 빔으로 보내는 가능한 미래를 제시합니다 . 이 마이크로파는 구름을 통과하여 승객에게 해를 끼치지 않지만 공기를 상당히 가열하여 근처의 새에게 피해를 줄 수 있습니다. 이와 같은 시도는 없었지만 기술적 개선으로 이것이 가능할 수 있다는 것이 시사되는데, 여기에는 위상 배열을 사용하여 위성 에서 지구로 태양열을 빔 으로 보내려는 CalTech 스타트업이 포함됩니다 . 엄청난 기술적 장벽과 가능한 규제 문제가 있더라도 이러한 사고 실험은 고려할 가치가 있습니다. 항공을 탈탄소화하기 위한 덜 환상적인 옵션에는 고유한 문제가 있기 때문입니다 .