Verwenden Sie die zusätzliche Energie, um atmosphärisches CO2 in Kohlenwasserstoffe umzuwandeln und unterirdisch zu speichern. Dies bietet die Anforderungen an die langfristige Lagerung und die einfache Handhabung, die in der Frage angegeben sind.

Verschiedene Energiespeicheroptionen

• Es ist bekannt, dass Batterien im Laufe der Zeit , normalerweise einige Jahre , an Ladung verlieren . Das ist nicht lang genug.
• Kondensatoren sind auch dafür bekannt, dass sie sich mit der Zeit langsam entladen . Dies ist ein schnellerer Vorgang als bei Batterien.
• Spaltbare Materialien können außerhalb von Supernovas nicht in brauchbaren Mengen hergestellt werden .
• Fusionsmaterialien sind bereits reichlich vorhanden , sodass keine Lagerung erforderlich ist.
• Antimaterie neigt dazu, gegen Dinge zu stoßen und dabei zu explodieren. Ganz zu schweigen von den astronomisch hohen Produktionskosten.

Vorteile der Kohlenwasserstoffspeicherung

1. Die Verwendung der überschüssigen Energie zur Entfernung von CO2 aus der Atmosphäre reduziert die globale Erwärmung und den damit verbundenen Klimawandel.
2. Die Kohlenwasserstoffe können diesmal in relativ geringen Tiefen gespeichert werden, während sie zuvor Anfang des 21. Jahrhunderts nur in großen Tiefen verfügbar waren. Der erneute Zugriff darauf sollte sehr einfach sein.
3. Die Menschheit weiß bereits, wie man mit Kohlenwasserstoff-Energiequellen umgeht. Sofern es nicht bereits abgebaut wurde, steht eine beträchtliche Infrastruktur für den Transport und die Verarbeitung von flüssigen Kohlenwasserstoffbrennstoffen zur Verfügung.
4. Kohlenwasserstoffe sind bei Raumtemperatur flüssig und können in einfachen Kunststoffbehältern gelagert werden. Sie sind leicht zu bewegen, zu lagern und zu handhaben, wenn entsprechende Sicherheitsvorkehrungen getroffen werden.
5. Diese Kohlenwasserstoffe können auch der chemischen Industrie Ausgangsmaterial für die Herstellung aller Arten von Produkten liefern.
6. Kohlenwasserstoffe sind über Millionen von Jahren stabil.

Überlegungen:

• Zerfallsrate: In Abwesenheit eines Oxidationsmittels oder einer bakteriellen Aktivität „brechen“ Kohlenwasserstoffe nicht, wie die extreme Langlebigkeit tiefer Ölvorkommen auf der ganzen Welt zeigt. Das US National Institute of Health führte 1976 Experimente durch, um die Bedingungen für den biologischen Abbau verschiedener Kohlenwasserstoffbrennstoffe zu bestimmen. Sie fanden eine signifikante Zunahme von Kohlenwasserstoff verwertenden Bakterien in allen Testfeldern. Kohlenwasserstoffe im Boden wurden um 48,5 bis 90 % reduziert.

• Energiespeicherung/-manipulation: Je nach Speichertiefe können einfache Bohrtürme die Kohlenwasserstoffe mit vergleichbaren Metallbearbeitungskapazitäten wie Europa/Amerika zwischen 1800 und 1850 fördern.

• Energiegewinnung: Dampfmaschinen oder einfache atmosphärische Verbrennung reichen aus, um Energie aus Kohlenwasserstoffen zu gewinnen. Fortschrittlichere Kessel oder Brennstoffzellen ermöglichen eine effizientere Energiegewinnung.

• Effizienz der zurückgegebenen Energie im Vergleich zur Energie, die in die Speicherung gesteckt wird: In Bezug auf die Verarbeitung des atmosphärischen CO2 in flüssige Form und dessen Speicherung können diese Energiekosten nicht aus dem Brennstoff selbst zurückgewonnen werden (aber mit dem im OP beschriebenen massiven Überschuss). , dieser Verlust ist kein großes Problem.) Die in den chemischen Bindungen der Kohlenwasserstoffe gespeicherte Energie zerfällt jedoch nicht, sodass zukünftige Energieverbraucher in der Lage sein werden, all diese Energie zurückzugewinnen.

• Energiedichte: Die Energiedichte von Kohlenwasserstoffbrennstoffen reicht von 19,9 MJ/kg für Methanol bis ~55 MJ/kg für verflüssigtes Erdgas.

Antwort "Betrug".

Verwenden Sie einen Teil / die gesamte überschüssige Energie, um die für dieses Science-Fiction-Gerät erforderlichen Teile herzustellen, und lagern Sie diese Teile mit Bauplänen irgendwo in einem Tresor. Wenn das Gerät in der Lage ist, so viel Strom zu erzeugen, warum nicht einfach eine Kopie für die Verwendung durch zukünftige Zivilisationen aufbewahren?

• Abklingrate (Energieverlust) der Speichermethode über die Zeit: Keine, solange das Gerät während der Lagerung unbeschädigt ist. Geht man von geologischen Zeitskalen aus, könnte ein Ort wie Yucca Mountain alle Komponenten des Science-Fiction-Geräts mit geringer Schadenswahrscheinlichkeit sicher lagern.

• Grundlegende Informationen zur Verarbeitung/Speicherung des Rohstroms: Das Gerät speichert weniger Energie, als es sie später erzeugt.

• Grundlegende Informationen darüber, was erforderlich ist, um die Energie aus dem Speicher zu holen; Bitte fügen Sie eine Anleitung zur Bedienung des Geräts bei. Idealerweise hat das Gerät nur eine Hochspannungssteckdose und eine Erdungssteckdose mit einem großen Knopf mit der Aufschrift „Go“. Im Idealfall verwaltet sich das Gerät selbst, sodass es "einfach funktionieren" sollte.

• Wirkungsgrad der zurückgeführten Energie im Vergleich zur Energie, die für die Erstellung des Speichers aufgewendet wird: Mehr als 100 %, da die zur Herstellung des Geräts erforderliche Energie weitaus geringer ist als die Energie, die das Gerät schließlich erzeugt.

• Volumenbezogene Energiedichte: Unglaublich hoch, aber nicht unendlich

Wie ist das für eine Idee. Eines der häufigsten Elemente in der Kruste ist Aluminium. Mit viel überschüssiger Energie könnte man riesige Mengen Aluminium (oder vielleicht andere Metalle wie Zink?) veredeln und lagern. Sie könnten später als Metall oder zur Stromerzeugung über Aluminium-Luft-Batterien verwendet werden. Im Allgemeinen könnte die Elektroraffinierung vieler Metalle eine hervorragende Möglichkeit sein, Energie für den langfristigen Gebrauch zu speichern.

Die einfache Antwort lautet: Mit der aktuellen Technologie gibt es keine Möglichkeiten. Energie zu speichern ist kein einfaches Problem.

Sie können zum Beispiel einen Pumpspeicher betreiben, indem Sie Wasser aus einem See am Fuße des Hügels auf die Spitze des Hügels leiten. Durch das Zurückfließen des Wassers durch eine Turbine wird dann wieder Strom erzeugt. Das macht jedoch keinen Sinn für die Langzeitlagerung, warten Sie einfach und der Regen füllt den oberen Behälter.

Man könnte Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten und den entstehenden Wasserstoff speichern. Das wäre eine ziemlich dichte Energiequelle, und Sie könnten unterirdisch versiegelte Kammern schaffen und sie einfach mit unter Druck stehendem Wasserstoff füllen. Wasserstoff ist jedoch ein schlüpfriger kleiner Sauger und neigt dazu, zu entweichen, sodass Sie die Tanks höchstwahrscheinlich hin und wieder auffüllen müssen. Um dies zu vereinfachen, könnten Sie versuchen, anstelle von Wasserstoff Kohlenwasserstoffe zu erzeugen. Im Wesentlichen beginnen Sie damit, Öl zu erzeugen und es zurück in die Erdkruste zu pumpen!

Dieser Artikel beschreibt einige Techniken, die ausprobiert werden - siehe insbesondere den Abschnitt über genau diese Idee. Sie wollen mit Elektrolyse Wasserstoff und Methan erzeugen und in Kavernen speichern.

Sie betrachten in diesem Artikel auch Druckluftspeicherung und Pumpwasserkraft, die beide nicht wirklich ideal für die Langzeitspeicherung sind.

Es gibt eine ziemlich lange Liste von Speichermethoden auf Wikipedia .

Wenn Sie sich die Liste ansehen, können Sie sehen, dass keine dieser Techniken wirklich für die Langzeitspeicherung geeignet ist, außer für die Erzeugung von Kohlenwasserstoffen oder Wasserstoff und deren unterirdische Speicherung.

Schwungräder

Die Methode ^{[ 3 ]} :

• Strom normal erzeugen.
• Verwenden Sie die Elektrizität, um ein Schwungrad auf sehr hohe Geschwindigkeiten zu beschleunigen.
• Erfassen Sie bei Bedarf die kinetische Energie des Schwungrads.

Die Vorteile

• Es ist im Wesentlichen keine Wartung erforderlich. ^{[ 1 ]}
• Das Schwungrad kann nicht zerfallen wie Chemikalien in Batterien. Während es aufgrund von Reibung schließlich zum Stillstand kommt, sind die Zeitskalen eines bedeutenden Energieverlusts enorm lang. ^{[ 1 ]}
• Schwungräder können in Umgebungen betrieben werden, in denen chemisch abhängige Geräte (z. B. Batterien) dies nicht können. ^{[ 1 ]}
• Schwungräder können sehr schnell hoch- und runtergeschleudert werden. ^{[ 2 ]}
• Der Wirkungsgrad kann über 95 % liegen. ^{[ 3 ]}
• Schwungräder haben eine enorme Leistungsdichte, sodass Sie auf gleichem Raum mehr Energie speichern können. Dies bedeutet auch, dass sie in jeder erforderlichen Menge (n) problemlos transportiert werden können. ^{[ 3 ]}
• Schwungräder sind unglaublich sicher und enthalten im Gegensatz zu Batterien keine gefährlichen Materialien. ^{[ 3 ]}
• Sobald Schwungräder "entladen" sind, können sie "wieder aufgeladen" werden.

Hier ist eine Aufschlüsselung eines typischen Schwungrads:

Es gab einige Kommentare über herunterlaufende Schwungräder. Meine Antwort ist, dass alle Formen der Energiespeicherung im Laufe der Zeit auf irgendeine Weise Energie verlieren. Chemikalien in Batterien können sich beispielsweise selbst entladen. Eine zu 100 % effiziente Energiespeicherung über lange Zeiträume gibt es nicht.

Bauen Sie Sonnenkollektoren ... im WELTRAUM

Nun, wenn Sie darüber nachdenken, egal welche Ressourcen wir hier auf der Erde verwenden,$\Large\textit{there is this giant}$ $\Large\textit{supersized storage place and}$ $\Large\textit{power station}$(eine große Wasserstoffwolke, die Feuer gefangen zu haben scheint, nennen wir die Sonne) ein paar Minuten entfernt im Zentrum unseres Systems.

Denk darüber nach. Der durchschnittliche Verbrauch der gesamten Menschheit beträgt etwa 16 TW (im Jahr 2010), während die Sonne allein auf die Erde etwa 174.000 TW und etwa 3.846.000.000.000.000 TW mehr pro Sekunde in den leeren Raum scheint . Das ist eine unvorstellbare Menge an Energie, und praktisch jedes Joule davon wird jede Sekunde verschwendet.

Das Beste, was Sie für zukünftige Generationen tun können, ist also, damit zu beginnen, eine große und sich ständig ausdehnende Wolke von Sonnenkollektoren um die Sonne herum zu schaffen und diesen Überschuss zu nutzen, um eine Weltraumindustrie anzutreiben, um immer mehr und mehr Sonneneinfangtechnologie zu bauen!

Die Technologie zur Herstellung von Sonnenkollektoren ist bereits bei uns . Technologien zum Abbau des Asteroidengürtels (für Rohstoffe, um uns den Schmerz von Weltraumstarts zu ersparen) werden derzeit von privaten Unternehmen in der westlichen Welt entwickelt. Technisch gesehen hindert uns nichts daran, eine riesige Solaranlage im Weltraum einzusetzen, abgesehen von den anfänglichen Startkosten und dem politischen Willen dazu.

Weltraumgestützte Solarenergie hat zahlreiche Vorteile gegenüber normaler Solarenergie. Es nimmt kein wertvolles Ökosystem aus den natürlichen Wildgebieten in Anspruch. Es leidet nicht unter lückenhafter Versorgung aufgrund von Nacht oder Wetter. Es staubt größtenteils nicht. Die Energie kann drahtlos übertragen werden ( und das seit Jahrzehnten ), so dass sie mit einigen Modifikationen auch aus dem Weltraum übertragen werden könnte

Sobald die 'Dyson'-Wolke aus Sonnenkollektoren gebaut ist, speichern Sie Antimaterie

Es gibt jetzt beträchtliche technologische Schwierigkeiten bei der Antimaterieproduktion und -speicherung, aber wenn die Technologien für die Produktion und Speicherung miniaturisiert und deutlich effizienter gemacht werden können (im Moment produzieren wir Antimaterie durch Zusammenschlagen von Atomstrahlen - ein bisschen so, als würde man versuchen, Benzin durch Schießen einer Kanone in eine Methankammer) könnte es die volumen- und umwandlungsmäßig effizienteste Form der Energiespeicherung sein, die wir in Bezug auf die Reaktionsmasse von Raumschiffen kennen. Darüber hinaus wird der Bauprozess für die Solarhülle realistischerweise einige Millionen Jahre dauern, so dass der Wissenschaft genügend Zeit bleibt, um Fortschritte zu erzielen und bessere magnetische Einschlussvorrichtungen zu entwickeln.

Sobald die Dyson-Sphäre gebaut ist, können Sie Ihre überschüssige Energie als Antimaterie in Eindämmungsfeldern, kolossalen Schwungrädern oder was auch immer speichern. Aber unsere Nachkommen werden millionenfach mehr Macht haben als wir vor ihnen. Tatsächlich ist es unverantwortlich, es nicht zu tun. Nur so könnten wir genug Energie haben, um aus dem Sonnensystem herauszukommen, wenn wir entscheiden, dass es uns hier nicht mehr gefällt, oder die Sonne (in Milliarden von Jahren) dunkel wird.

Das Speichern dieser Energie im Raum erspart es Ihnen, diesen TO-Raum mit sich zu tragen. Das Sprichwort besagt, dass Sie, sobald Sie sich weit außerhalb der Schwerkraft der Erde befinden, energetisch auf halbem Weg zu jedem Ort im Sonnensystem sprechen.

Darüber hinaus wird die Übung des Baus dieses gewaltigen Weltraumprojekts der Menschheit die dringend benötigte Übung im Bau von Weltraumlebensräumen und robusten Raumfahrzeugen vermitteln, etwas, das man wiederum nur lernen kann, wenn man im Weltraum ist, und nicht, indem man jedes kleine Watt auf der Erde spart.

Die Beantwortung dieser Frage ist problematisch. Es ist als „harte Wissenschaft“ gekennzeichnet, aber es macht sich Sorgen darüber, dass die Sonne „untergeht, ohne die Erde zu zerstören“, und es will dies mit „aktueller Technologie“ tun, aber für „sehr langfristige Speicherung“. Die möglichen Zeit- und Energieskalen sind sehr unterschiedlich. Es soll aktuelle Technologie und harte Wissenschaft verwenden, was auf ein paar Jahrzehnte hindeutet, aber sie sind besorgt, dass die Sonne untergeht ... was in Milliarden von Jahren nicht passieren wird . Von welcher Zeitskala sprechen wir? Ein paar Jahrzehnte oder ein paar Milliarden Jahre?

Wenn die Zeitskala in die Milliarden Jahre geht, ist das Problem bereits gelöst. Die anfängliche Gravitationsenergie des Sonnensystems ist in einer großen Wasserstoffkugel im Zentrum des Sonnensystems gespeichert und wird langsam durch Kernfusion freigesetzt. Mission abgeschlossen.

Was ist kurzfristig? Wie viel Energie möchten Sie speichern? Unser derzeitiger Energiespeicher kann etwa 10^11 Watt verarbeiten und die Welt verbraucht etwa 10^16 Watt . Um eine sinnvolle Energiemenge zu speichern, müssen wir fünf Größenordnungen aufholen . Das ist eine Menge. Was würde es brauchen?

Pumpspeicher sind die effizientesten Langzeit-Energiespeichersysteme, die wir zur Verfügung haben. Sie speichern im Grunde Gravitationsenergie, indem Sie Wasser in ein hohes Becken heben. Wie viel würden wir brauchen, um die Energieproduktion eines Jahres zu speichern? 10^16 Watt sind 10^16 Joule/Sekunde. Ein Jahr hat etwa 10^7 Sekunden... 10^23 Joule. Ein Joule sind 100 Gramm um einen Meter hoch. Eine der größten bestehenden Anlagen hebt das Wasser 380 m hoch , nehmen wir einen Durchschnitt von etwa 100 m. Ein Joule ist 1 Gramm 100 Meter hoch.

Um 10^23 Joule, einen Jahresvorrat, bei 100 Metern zu speichern und den Effizienzverlust zu ignorieren (es ist sehr effizient, etwa 80%), würden wir 10^23 Gramm benötigen. Es gibt etwa 10^24 Gramm fließendes Süßwasser auf der Erde (dh Flüsse) und wir bräuchten 10 % davon. Das ist viel, und das nur für den aktuellen Energieverbrauch eines Jahres.

Sie könnten Meerwasser verwenden, aber das würde die Baukosten erhöhen und die Effizienz erheblich verringern, da Orte in Meeresnähe in der Regel nicht sehr hoch über dem Meeresspiegel liegen. Sie könnten versuchen, etwas Dichteres zu verwenden, aber es müsste leicht gepumpt werden.

Der Speicherplan hat Probleme, und er hält nur das unvermeidliche … Peak Sunlight zurück!

Die Erde erhält etwa 10^17 Watt von der Sonne . Wir verbrauchen bereits 10 % davon und der weltweite Energiebedarf verdoppelt sich etwa alle 40 Jahre . Wenn die aktuellen Trends anhalten, werden wir in einigen Generationen mehr Energie verbrauchen, als wir von der Sonne erhalten. Es gibt nur eine langfristige Lösung...

Werden Sie eine Typ-II-Zivilisation

Anstatt uns Gedanken über das Speichern von Energie zu machen , was für die beteiligten Energien und Zeitskalen schwierig ist, sollten wir aufhören, so viel zu verschwenden . Die Sonne gibt satte 10^26 Watt ab und die Erde bekommt nur ein Milliardstel davon ab. Was für eine Verschwendung! Warum sich Sorgen machen, Fetzen unter der Matratze wegzukrabbeln, wenn wir milliardenfach mehr sammeln könnten ? Anstatt die spärliche Menge an Energie, die wir bekommen, zu speichern und unter der Matratze zu verstauen, lasst uns diese Energie nutzen, um mehr zu sammeln! Investieren! Machen Sie den Kuchen höher ! Werden Sie zu einer Typ-II-Zivilisation , die die gesamte Energie von der Sonne sammelt, oder so viel, wie wir machbar bekommen können.

Verwenden Sie Energie, um Satelliten zu bauen und in die Sonnenumlaufbahn zu bringen, um Sonnenstrahlung zu sammeln und zur Erde zurückzustrahlen, wodurch sich schließlich eine Dyson-Blase bildet (Dyson-Sphären sind schwierig zu bauen und instabil). Machen wir ein paar schnelle Berechnungen.

Nun, wie schnell können wir diese Kugel bauen? Nehmen wir an, wir können Satelliten mit einer Geschwindigkeit bauen und starten, die einem Prozentsatz unserer Gesamtleistung entspricht. Benötigen Sie mehr Materialien? Verwenden Sie etwas Kraft, um einen Asteroiden zu greifen! Dies ist im Grunde die Investition in mehr Stromgeneratoren. Wir profitieren von der Macht des Zinseszinses, mehr Satelliten bedeutet mehr Leistung bedeutet mehr Satelliten!

Unser Kapital ist die von der Erde empfangene Energie und der "Zinssatz" gibt an, wie effizient wir beim Starten von Satelliten sind. Ich nehme an, wir werden wirklich gut darin, Satelliten zu bauen und zu starten, also machen wir das so ziemlich die ganze Zeit, also können wir die kontinuierliche Zinseszinsformel verwenden .

power production = 10^16W * e ^ (interest * years)

Die Darstellung in Wolfram Alpha zeigt, dass eine bescheidene jährliche Steigerung der Energieproduktion um 1 % bedeutet, dass wir in 240 Jahren zehnmal mehr Energie produzieren werden, als die Erde derzeit erhält , mit einer Energieproduktion auf einer exponentiellen Kurve in Richtung einer Typ-II-Zivilisation in weniger als 10.000 Jahre.

Es ist keine neue Wissenschaft erforderlich, nur viel praktische Technik sowie der Wille und die Zeit, dies zu tun. Sonnenkollektoren, Sonnensegel, Ionenmotoren, Asteroidenabbau, Gravitationstraktoren, Mikrowellen- und Laserenergieübertragung ... dies alles sind aktuelle oder kurzfristige Technologien.

Um Ihre Frage zu beantworten, lassen Sie uns tatsächlich das endgültige Ziel planen. Wir wollen in der Lage sein, Raumschiffe zu bauen, die es uns ermöglichen, den Planeten zu evakuieren, wenn die aktuelle Nachbarschaft unerwünscht wird.

Die einzige wirklich schwere Auftriebstechnologie, die wir derzeit (zumindest in groben Zügen) entwerfen können, ist ein gepulstes Orion - Raumschiff. Ein gepulster Orion-Antrieb würde durch explodierende Spalt- oder Fusionsbomben unter einer Schubplatte funktionieren und ist in der Lage, stadtgroße Schiffe in die Umlaufbahn zu heben. Sie brauchen ungefähr 800 Bomben für einen erdnahen Orbit, seien Sie also vorsichtig und sagen Sie 2500 Bomben, um ein Kolonieschiff nach Alpha Centauri zu starten. Das größte Design, das in der ursprünglichen Orion-Designarbeit ausgeführt wurde, würde 8 Millionen Tonnen heben, obwohl sie größere Designs in Betracht gezogen haben, haben sie die Details nicht ausgearbeitet. Etwa 20.000 solcher Super-Orion-Schiffe wären ungefähr die richtige Größe, um die Erde zu evakuieren. Sie brauchen also etwa 5 Millionen Bomben.

Plutonium 239 hat eine kritische Masse von 11 kg, also braucht man 55 Millionen kg P-239. Die Halbwertszeit von P-239 beträgt nur 24.000.000 Jahre, also müssen Sie tatsächlich U-238 lagern, das Sie dann in P-239 züchten können, wenn Sie es endlich brauchen.

Was Sie also wirklich brauchen, sind 55 Millionen kg U-238. Die weltweiten förderbaren Ressourcen für Uran werden auf über 5 Millionen Tonnen geschätzt. Wir müssen kein Uran für zukünftige Generationen speichern. Wenn wir zusätzliche Energie haben, können wir sie nutzen, um die Bedingungen für die derzeitigen Bewohner zu verbessern, ohne uns Gedanken über die zukünftigen Bedürfnisse für die Flucht von der Erde machen zu müssen.

Wenn Sie im Herzen nur ein Prepper sind, machen Sie weiter und raffinieren und lagern Sie das Uran. Wenn Sie jedoch wirklich vorausplanen wollen, bauen Sie einen großen Weltraumaufzug und beginnen Sie, die Bevölkerung in den Weltraum zu bringen, mehr Ressourcen, als überhaupt verfügbar sein werden, wenn wir unsere Ressourcen nur auf diesen Planeten beschränken.

Tatsächlich Energie für zukünftige Generationen zu speichern, um die Erde zu verlassen, ist Zeitverschwendung.

Nehmen wir an, wir wissen, dass die Menschen in der Zwischenzeit Uran verbrauchen werden, also müssen wir Uran in großem Maßstab aus unserem Energieüberschuss herstellen – ich weiß nicht warum, da wir unsere gesamte Energie aus erneuerbaren Energien beziehen. Ist so etwas möglich? Ja, wir können leichtere Elemente in Uran umwandeln, indem wir Teilchenbeschleuniger und Protonen- und/oder Neutroneneinfang verwenden. Wenn Sie überschüssige Neutronen einfangen, wandeln Atome Neutronen durch Beta-Zerfall in Protonen um. Neutroneneinfang ist viel einfacher, da Sie die elektrostatische Abstoßung des Protons und des Atomkerns nicht überwinden müssen.

Thorium ist das gemeinsame Element, das sich am einfachsten in Uran umwandeln lässt, da es die nächste Masse hat. Es ist etwa 4 mal so viel Thorium vorhanden wie Uran.

Wollen Sie immer noch mehr Uran, Blei ist das einzige andere vernünftige Quellenelement für die Uranzüchtung, das häufiger vorkommt als Uran und Thorium und auch etwas nah an der Masse von Uran liegt. Aber es gibt wahrscheinlich weniger als doppelt so viel Blei wie Thorium in der Kruste und es ist viel schwieriger, es in Uran umzuwandeln.

Es ist tatsächlich viel mehr Uran verfügbar, wenn Sie bereit sind, härter zu arbeiten, um es zu bekommen. Der bewährte Uranabbau hängt von der aktuellen Wirtschaftlichkeit ab – wenn Sie bereit sind, höhere Kosten zu zahlen, können Sie viel mehr abbauen, das gleiche gilt für Thorium und Blei. Wenn Sie verzweifelt sind, können Sie sogar den Mond und den Mars nach Uran und Thorium sowie die Asteroiden abbauen.

Jemand hat die Kohlenwasserstoffspeicherung erwähnt. Das erinnert mich an ein Zitat von Feynman aus seiner wunderbaren Beschreibung des Feuers :

... das Licht und die Wärme, die aus dem brennenden Holz kommen, das ist das Licht und die Wärme der Sonne, die hineingegangen ist, also ist es eine Art gespeicherte Sonne, die herauskommt, wenn Sie einen Scheit verbrennen.

Genau genommen ist Holz nur gespeichertes Sonnenlicht – buchstäblich gespeicherte Energie. Holz folgende Vorteile:

• Holz erfordert sehr wenig Aufwand, um Feuer zu machen. Seit Anbeginn der Zivilisation verfügen wir über die Technologie, um Energie aus Holz zu gewinnen. Alles, was notwendig ist, um Feuer aus Holz zu extrahieren, ist wohl Wissen: ein Holzstab / Dübel, um Wärme zu erzeugen, und Holzstaub, um Glut einzufangen.

• Es ist extrem teilbar. Es ist schließlich Holz.

• Es ist ziemlich billig. Allein gelassen erschafft es buchstäblich mehr von sich.

Es gibt einen Hauptnachteil: Lagerung. Holz ist ziemlich ineffizient, wenn es um die Energiedichte geht. Holz kann jedoch zur Lagerung in flüssige Formen umgewandelt werden: entweder Alkohol oder verflüssigtes Holzgas (im Wesentlichen Methan). Beide sind in der Energiedichte mit Erdöl vergleichbar. Die Speicherung großer Mengen von beidem würde zukünftigen Generationen die gleiche Art von Energieeinsparung ermöglichen, die wir heute mit Erdöl haben.

Um diese Kohlenwasserstoffe (sogar Holz) zu lagern, wäre die ultimative Lagerung, sie tief unter der Erde zu vergraben - Sie hätten praktisch unbegrenzten Lagerraum. Zukünftige Generationen müssten sie nur so abbauen, wie wir Erdöl und Kohle abbauen.

Natürlich müssen Sie für die Lagerung von Holz nur die Wälder pflegen. Wälder sind nicht die ultimativen Speicher, da sie viel Platz einnehmen, aber sie sind nützlich als leicht zugängliche Energieform. Die in Wäldern gespeicherte Energie sollte mehr als ausreichen, um die gespeicherten Energieformen mit hoher Dichte abzubauen.

Kohlenwasserstoffe haben einen zweiten Vorteil: Plastik. Wenn sie nicht als Energiequelle verwendet werden, können sie zur Herstellung von Kunststoffen verwendet werden, die zukünftigen Generationen den gleichen wirtschaftlichen Aufschwung geben werden, den wir hatten, als wir Kunststoff entdeckten.

In Bezug auf die Verwendung dieser Energie für die Weltraumforschung sind sowohl Alkohol als auch Methan brauchbare Raketentreibstoffe. Darüber hinaus kann mit ausreichendem Wissen über chemische Verfahrenstechnik jeder Brennstoff zur Stromerzeugung verwendet werden, um Chemieanlagen anzutreiben, um fortschrittlichere Raketentreibstoffe und Oxidationsmittel herzustellen.

Daher würde ich folgende Strategie vorschlagen:

1. Pflanzen Sie mehr Bäume und hören Sie auf, Wälder zu zerstören - Wälder sind die ultimative Zukunftsressource für zukünftige Generationen.

2. Bewirtschaften Sie Wälder, um einen Prozentsatz der Gesamtzahl der Bäume auf unserem Planeten in hochdichte Energiespeicher umzuwandeln: Alkohol oder Methan (oder, wenn wir es wirklich treiben wollen, sogar Diesel).

3. Speichern Sie den produzierten Kraftstoff in drei Schritten: Der Großteil würde einfach vergraben oder in Minen gepumpt, damit zukünftige Generationen sie wiederum so abbauen können, wie wir Erdöl abbauen, eine große Menge würde in Tanks an abgelegenen Orten gelagert oder unterirdisch vergraben und schließlich Rest als lebende Bäume in Wäldern halten.

Potenzielle Probleme:

Während dies auf den ersten Blick ideal erscheint, um sowohl die langfristige Energiespeicherung als auch die globale Erwärmung zu lösen, kann dies in großem Maßstab unvorhergesehene negative Folgen haben.

Erstens ist Kohlenstoff, wie alles andere auf unserem Planeten, eine begrenzte Ressource. So wie es eine Grenze gibt, wie viel Erdöl wir aus dem Boden pumpen können, gibt es auch eine Grenze dafür, wie viel Kohlenstoff wir aus der Atmosphäre extrahieren können (was das Pflanzen von Bäumen bewirkt). Technisch gesehen ist diese Grenze wahrscheinlich viel höher als die Grenze, die wir beim Erdöl haben. Wir können zumindest die gleiche Menge Kohlenstoff extrahieren, die wir durch die Verbrennung von Erdöl in die Atmosphäre gepumpt haben.

Zweitens weiß ich nicht, was passieren würde, wenn wir anfangen würden, Kohlenstoff über das hinaus zu binden, was natürlich ist. So wie die Freisetzung von Kohlenstoff in die Atmosphäre über das natürliche Maß hinaus erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt hat, so hat dies auch die Entfernung von Kohlenstoff aus der Atmosphäre zur Folge.

Ich denke, dass wir an seinen Grenzen, wenn wir es jemals erreichen sollten, damit beginnen müssten, die Kohlenstoffbilanz zu verwalten, anstatt sie einfach zu verbrennen, wie wir es heute tun, oder sie gemäß dem Plan, den ich oben skizziert habe, zu speichern. Es ist schwer vorstellbar, dass wir jemals dieses Ausmaß der Industrialisierung erreichen würden. Aber es ist nicht ungewöhnlich, dass Sci-Fi-Universen Industrien haben, die groß genug sind, dass dies ein Problem darstellt.

Denken Sie weiter. Denken Sie nicht nur „wie können wir Energie speichern“, sondern auch „Wofür würden sie die Energie verwenden wollen?“.

• Frisches Wasser. Die Entsalzung erfordert Energie. Frischwasser kann unbegrenzt gespeichert werden.

• Düngemittel. Ihre Herstellung erfordert Energie. Diese können einfach gespeichert werden.

• Metalle und andere Grundstoffe. Das Brechen und Raffinieren von Metallen erfordert viel Energie. Brechen Sie sie jetzt und lagern Sie sie als Barren. Gleiches gilt für andere Materialien, die wir in unserem täglichen Leben verwenden.

• Wasserstoff. Kann in Brennstoffzellen für Strom, Wärme, Verbrennung verwendet werden. Erstellen Sie durch Elektrohydrolyse von Meerwasser, das Energie erfordert.

...und die Liste geht weiter. Denken Sie also – noch einmal – weiter, nicht nur in Bezug auf die Speicherung von Rohenergie, sondern auch in Bezug darauf, wofür wir die Energie verwenden und welche dieser Produkte speicherbar sind.

Eine kurze Anmerkung zur Kohlenwasserstoffspeicherung: schlechte Idee . Und jeder, der nicht verstehen kann, warum das eine schlechte Idee ist, sollte sich gründlich schämen, dass er das gesamte Klimathema verpasst hat. Lassen Sie uns nicht den Fehler der Natur wiederholen, indem wir – noch einmal – Kohlenwasserstoffreserven für die Nutzung durch den Menschen verfügbar machen.

Speichern Sie Energie, indem Sie das "how-to-do-it"-Handbuch aufbewahren.

Ich weiß, dass dies keine beliebte Antwort ist, aber vielleicht ist Ihr Buch oder Ihr Video oder was auch immer eine dokumentierte Art und Weise, wie Sie Ihre fantastische Energiequelle nutzen können. SPEICHERN Sie Ihre Informationen auf leistungsstarke Weise, damit jeder sie jederzeit verwenden kann.

Mit der aktuellen Technologie ist der beste Weg, Energie für zukünftige Generationen zu speichern, also nicht, sie in eine Batterie (oder was auch immer) zu stecken, sondern sie in Wissen darüber zu stecken, wie man die Batterie wieder auffüllt .

Sie haben Ihre Aufgabe mit Stift und Papier (sozusagen) erledigt. Gut Q.

Kunststoffe ,

sich eine berühmte Zeile aus einem Film anzueignen.

Schauen Sie sich fossile Brennstoffe an: Lignum wurde geschaffen, aber nichts konnte es essen . Es war der nicht biologisch abbaubare Plastikbecher seiner Zeit, und er häufte sich einfach 50 Millionen Jahre lang an. Riesige Mengen wurden vergraben und durch geologische Prozesse aufgenommen, um zu Kohleflözen zu werden. Als Pilze schließlich eine Möglichkeit entwickelten, es zu essen, waren die Kohleflöze bereits durch einfache Hitze zu nahezu reinem Kohlenstoff verarbeitet und auch sicher außer Reichweite.

So machen es unsere Deponien heute. Plastikbecher und dergleichen werden nicht von Zersetzungsprozessen gefressen und werden es auch nicht für Tausende, wenn nicht Millionen von Jahren sein. Wir begraben das Zeug schon. In 200 bis 500 Millionen Jahren wird es Kohle und tief unter der Erde sein.

Die Schmelzsalzbatterie von Donald Sadoway.

Donald Sadoway entwarf und unterstützte den Bau von Prototypen eines Batterietyps für große Energiespeicher basierend auf geschmolzenen billigen Mineralien.

Die Struktur, wie sie auf dem TEDTalk The missing link to erneuerbare anergy beschrieben wird, ist wie folgt:

Flüssigmetall niedriger Dichte (Magnesium)

Geschmolzenes Salz

Flüssigmetall hoher Dichte (Antimon)

Weitere Forschungen haben die Verwendung anderer Metalle eingeführt. Ein bekannter Nachteil des Designs besteht darin, dass es auf der Stabilität der Struktur beruht, damit die Flüssigkeitsschichten aufrechterhalten werden können. Eine plötzliche starke Bewegung der Batterien kann einen Kurzschluss verursachen. Dies bedeutet, dass ein Erdbeben die Batterien entladen könnte oder Schlimmeres.

Erklärung von Donald Sadoway :

Um Strom zu erzeugen, verliert Magnesium zwei Elektronen, um zu einem Magnesiumion zu werden, das dann über den Elektrolit wandert und zwei Elektronen vom Antimon aufnimmt und sich dann damit vermischt, um eine Legierung zu bilden.

Die Elektronen arbeiten in der realen Welt (...) und treiben unsere Geräte an.

Um die Batterie aufzuladen, schließen wir jetzt eine Stromquelle an - könnte so etwas wie ein Windpark sein - und kehren den Strom um. Und dies zwingt das Magnesium, sich zu entlegieren und zur oberen Elektrode zurückzukehren, wodurch die ursprüngliche Zusammensetzung der Batterie wiederhergestellt wird.

Und der Stromdurchgang zwischen den Elektroden erzeugt genug Wärme, um sie auf Temperatur zu halten.

(...)

Stapeln dieser (Batterien) zu Modulen, Zusammenfassen der Module zu einer riesigen Batterie, die in einen 40-Fuß-Versandcontainer passt, um sie vor Ort zu platzieren. Und das hat (...) eine Kapazität von 2 MWh (...) genug Energie, um den täglichen Strombedarf von 2000 amerikanischen Haushalten zu decken.

Aus der Rezension Flüssigmetallbatterien: Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

die Demonstration langlebiger Flüssigmetallbatterien bleibt bestehen; basierend auf ähnlichen industriellen elektrochemischen Systemen mit drei Flüssigkeitsschichten, wie der Hoopes-Zelle, könnte man jedoch erwarten, dass kontinuierliche Betriebslebensdauern von über 20 Jahren möglich sind.

Sie können "sitzende Wasserkraftwerke" erstellen. Die Idee ist, Wasserreservoirs in großer Höhe mit einem angeschlossenen System zu haben, um das Wasser dank der Schwerkraft langsam nach unten fließen zu lassen – bei Bedarf zu öffnen. Wasser würde über Rohre nach unten fließen, die Wasser durch Turbinen leiten, um Strom zu erzeugen. Dies ist also sowohl eine Strom- als auch eine Wasserquelle.

Aufladen bedeutet, Wasser nach oben zu pumpen. Und kann im Laufe der Zeit langsam durchgeführt werden. Dies dient also als Langzeitspeicher (Anforderung 1) und ist relativ einfach zu verwenden (Anforderung 2). Obwohl es groß ist (fehlende Anforderung 3) und nicht teilbar ist (fehlende Anforderung 4). Die Kosten der Struktur können sinken, wenn ein guter Standort gefunden wird (req 5).

Fäulnis tritt aufgrund der Verschlechterung des Materials auf, das das Wasser hält. Bei Undichtigkeiten geht mit der Zeit Wasser verloren. Es ist möglich, Regenwasser auf natürliche Weise eindringen zu lassen, aber es sollte darauf geachtet werden, dass kein Wasser aus dem Behälter verdunstet.

Ein offensichtlicher Nachteil ist natürlich, dass es Wasser aus dem Kreislauf nimmt. Wenn sich die Wasseraufbereitung verbessert, ist dies weniger ein Problem, aber es sind immer noch zusätzliche Kosten zu berücksichtigen.

Bearbeiten: Ich habe gerade bemerkt, dass diese Lösung von einer anderen Antwort verworfen wurde .

Warnung: Dies könnte als Antwort auf eine andere Frage betrachtet werden. Das ist mir bewusst.

Es wurde vorgeschlagen, Generatoren zu speichern, anstatt Energie zu speichern. Ich habe auch die Idee erforscht, potenzielle Energie zu speichern – das heißt: Dinge nach oben zu bewegen.

Es ist möglich, einfache Generatoren zu bauen, die funktionieren, indem man sie an einem relativ hohen Ort (z. B. einem Ast eines Baums) aufstellt und ein Gewicht daran befestigt. Der Generator ließ das Gewicht langsam fallen und nutzte die Bewegung zur Stromerzeugung.

Diese Methode würde weder Energie speichern noch große Mengen erzeugen. Aber Generatoren dieser Art könnten massenhaft hergestellt werden. Natürlich würden sich die Generatoren mit der Zeit verschlechtern, aber es ist möglich, Materialien zu wählen, mit denen die Maschine bei richtiger Lagerung (z. B. in einem Tresor) Jahrhunderte überdauern würde.

Diese Lösung kann alle Anforderungen erfüllen:

• Anforderung 1: Es kann lange gelagert werden, indem langsam abbaubare Materialien und geeignete Lagerbedingungen verwendet werden.
• Anforderung 2: Es ist einfach zu bedienen, es muss lediglich eine Waage geladen werden, und es hätte eine gewisse Energieabgabe, um ein elektrisches Gerät anzuschließen.
• Anforderung 3: Es ist sehr klein - Sie könnten ein paar im Rucksack haben. Es kann dorthin transportiert werden, wo es benötigt wird.
• Anforderung 4: Es kann nicht per se geteilt werden. Aber die Lösung sind viele kleine Geräte, die nach Bedarf verteilt werden.
• Anforderung 5: Jede Einheit ist billig, obwohl es im großen Maßstab erhebliche Kosten verursachen wird ... es besteht jedoch keine Notwendigkeit, eine einzige Inversion durchzuführen, sie können einige tausend Einheiten pro Monat über einen langen Zeitraum erstellen.

Es ist zu erwarten, dass die Maschinen nach Monaten (bis zu einigen Jahren) Gebrauch beschädigt werden.

Und die Frage nicht beantworten: Es ist kein Energiespeicher.

Für eine moderne reale Version einer ähnlichen Lösung - wenn auch nicht für das gleiche Problem - siehe GarvityLight . Eine Lösung zur Erhöhung der Haltbarkeit sollte möglich sein.

Dies geht wahrscheinlich über die harte Wissenschaft hinaus, aber wenn Sie schwere Elemente (Uran und Plutonium) synthetisieren könnten, könnten Sie Brennstoff für Kernreaktoren herstellen.

Einige dieser Isotope haben eine extrem lange Lebensdauer und die Energiedichte ist enorm.

Das Problem ist, dass es wahrscheinlich kompliziert sein wird, den Brennstoff herzustellen, und um die Energie zu gewinnen, muss man ein Kernkraftwerk betreiben.

Das beste Geschenk, das wir dem Wohlstand machen können, besteht darin, Wege zu entwickeln, ein Leben in Wohlstand zu führen, das noch weniger Energie verbraucht, dh die Dinge energieeffizienter zu machen.

Was die Speicherung betrifft, so ist die Umwandlung von atmosphärischem CO2 in Kohlenstoffklumpen eine Lösung, die nur das entsprechende Know-how erfordert. Elementarer Kohlenstoff verrottet nicht (AFAWK) und wird durch nichts anderes als Feuer beschädigt. Macht Ziegel aus dem Zeug und legt sie irgendwo abseits, in ausreichend kleinen Mengen, damit ein einziges Feuer nicht zu viel des Vorrats verbraucht.

Dies ist meine Quelle: http://www.rochester.edu/news/show.php?id=2154 https://www.extremetech.com/extreme/190555-this-nuclear-battery-could-power-your- Smartphone-für-immer-solange-du-dein-Leben-oder-spermienzahl-nicht-zu-hoch-schätzt

BETAVOLTAISCHE BATTERIEN

Ähnlich wie Sonnenkollektoren funktionieren, indem sie Photonen von der Sonne einfangen und in Strom umwandeln, verwendet die Wissenschaft der Betavoltaik Silizium, um Elektronen einzufangen, die von einem radioaktiven Gas wie Tritium emittiert werden, um einen Strom zu bilden. Wenn die Elektronen auf ein spezielles Schichtenpaar treffen, das als "pn-Übergang" bezeichnet wird, entsteht ein Strom. Was diese Batterien zurückgehalten hat, ist die Tatsache, dass so wenig Strom erzeugt wird – viel weniger als bei einer herkömmlichen Solarzelle. Ein Teil des Problems besteht darin, dass beim Zerfall der Partikel im Tritiumgas die Hälfte von ihnen in eine Richtung herausschießt, die das Silizium insgesamt verfehlt. Es ist analog zu den Sonnenstrahlen, die auf den Boden fallen, aber die meisten Strahlen werden von der Sonne in alle Richtungen außer auf die Erde emittiert. Die Forscher beschlossen, mehr vom radioaktiven Zerfall einzufangen,

Theoretisch könnten Sie Strom so lange speichern, wie ein radioaktives Element vollständig zerfällt, und das zu geringen Kosten. Kaufen Sie also einfach etwas, das eine Halbwertszeit von einigen Millionen Jahren hat, und Sie sind in Ordnung.

Um das zu erweitern, was Serban Tenasa angesprochen hat: Generatoren bauen. Anstatt Energie zu speichern, speichern Sie die Mittel zur Energieerzeugung.