|
Jaapanis asuva Tokyo tehnoloogiainstituudi teadlased on
välja töötanud uut tüüpi efektiivse päikese jõul töötava laseri. Selle abil
loodavad nad lõpuks luua seadme, millega magneesiumi põletamisest energiat
toota, vahendab Tartu Ülikooli tehnoloogiaportaal Novaator Technology Review'd. Oma uut laserit kirjeldasid autorid ajakirja
Applied Physics Letters viimases väljaandes.
Tokyo instituudi professori Takashi Yabe sõnul seisneb idee
piisavalt võimsa laseri ehitamises, millega saaks mereveest eraldatud
magneesiumi põletada. Selle protsessi käigus eralduks suures koguses vesinikku
ja soojust.
Magneesium on suurepärane potentsiaalne energiaallikas, kuna
tema energia salvestustihedus on umbes kümme korda suurem kui vesinikul, ütles
Yabe. Varud on rikkalikud, kuna igas liitris merevees on 1,3 grammi magneesiumi
– meie ookeanides kokku seega 1800 triljonit tonni.
Mis veel parem, lisas Yabe, saadusena eralduva magneesiumoksiidi
saab tagasi magneesiumiks muuta ja sellest uuesti energiat toota. Kus on siis
konks?
Magneesiumoksiidi tagasi magneesiumiks muutmine toimub
temperatuuril 3726 kraadi – seega on vaja laserit, mis väikesele pinnale
sellise temperatuuri tekitada suudab. Et aga magneesiumi põletamist saaks
kasutada praktilise energiaallikana, peavad laserid kasutama taastuvat
energiaallikat, nagu näiteks päikeseenergia.
Päikese jõul töötavaid lasereid on varemgi ehitatud. Nende
tööpõhimõte seisneb valgusenergia koondumises kristalsele materjalile, nagu
näiteks neodüümiga töödeldud ütrium-alumiiniumgranaat (Nd:YAG), mille
tulemusena emiteerib see laservalgust. Praeguseni on suurem osa päikese jõul
töötavatest laseritest sõltunud päikesevalguse kogumisel hiiglaslikest
peeglitest, mis fokusseerivad valguse kristallile.
Yabe ja tema kolleegid on välja töötanud kompaktse laseri,
mis on eelnevatega võrreldes kolm korda efektiivsem, kui võrrelda kasutatava
valguse hulga pealt saadud energiat.
Osaliselt on selle põhjuseks Nd:YAG kristallide töötlemine
kroomiga, mis võimaldab neil imendada energiat laiemast valguse lainepikkuste
vahemikust. «Seega kasutab laser päikesevalgust efektiivsemalt ära,»
ütles Yabe.
Teiseks uuenduseks on pisikeste Fresneli läätsede kasutamine
suurte peeglite asemel. Fresneli läätsed vähendavad seadme läätse suurust ning
materjalikulu, kuna paiknevad kontsentriliste läätseringidena. Tavaliselt
fokuseeritakse kristallile 10 protsenti langevast valgusest, Fresneli läätsega
aga umbes 80 protsenti.
«Meie kasutasime oma laseri juures vaid 1,3-ruutmeetrist läätse ning saime võimsuse 25 vatti,» ütles Yabe. Kuigi see
on vaid kolmekordne kasv, suureneb laseri saagis läätse suuruse kasvades
eksponentsiaalselt. «Seega loodame saada 300–400 vatti neljaruutmeetrise
Fresneli läätsega,» selgitas Yabe.
Washingtonis asuva energiaministeeriumi vesiniku uurimise
rühma juhi Sunita Satyapali sõnul on selline lähenemine ebaharilik. Kuid tema
sõnul pole see esimene kord, kui metalle nagu magneesium uuritakse eesmärgiga
toota vesinikku.
Vaja on kogu süsteemi efektiivsuse eelarvet, ütles Satyapal. «Võtmeküsimuseks on hind ning toodetav energia.» Päikese abil
vesiniku tootmiseks on tunduvalt lihtsamaid mooduseid, näiteks päikesepatareide
abil vett elektrolüüsida, lisas ta.
Toimetas Marina Lohk, Tarbija24.ee |
