10 công nghệ môi trường của tương lai
Posted by Ngoc Nga in Vietnamese on January 6th, 2010
Sử dụng giấy điện tử, năng lượng mặt trời, công nghệ hydro… là những công nghệ môi trường nổi bật trong thời đại ngày nay – với sự ô nhiễm và cạn kiệt nguồn tài nguyên.
Những chính sách sử dụng năng lượng đầy lãng phí, lạm dụng nguồn tài nguyên, thiếu nguồn cung cấp nước, sự thay đổi khí hậu toàn cầu, nạn phá rừng… là một vài chủ đề quan trọng mà các chuyên gia cần chú tâm đến nhằm giúp con người tạo lập một cuộc sống bền vững trên hành tinh này.
Theo dự báo của Liên Hợp Quốc, đến năm 2025, dân số tăng thêm 2,9 tỷ người sẽ vắt kiệt nguồn nước đang cạn dần và nhu cầu năng lượng của thế giới sẽ tăng 60% vào năm 2030.
Tuy nhiên, theo các chuyên gia, con người có thể trông đợi những cải tiến tích cực từ việc áp dụng những công nghệ môi trường sau có thể góp phần tạo nên một tương lai ít nhiều tươi sáng hơn.
Hạn chế sử dụng giấy
Bạn hãy tưởng tượng việc nằm dài trên ghế salon với tờ tuần báo buổi sáng, sau đó, với cùng trang giấy đó, bạn lại dùng để đọc cuốn tiểu thuyết mới nhất của tác giả yêu thích của mình.

Bạn sẽ chỉ phải mang theo một tờ báo duy nhất.
Đó là một khả năng của giấy điện tử, một loại màn hình dẻo giống như tờ báo truyền thống nhưng có thể được tái sử dụng liên tục. Màn hình của nó gồm vô số vi nan (microcapsules) chứa các phân tử mang điện tích.
Mỗi vi nan chứa các phân tử trắng và đen mang điện tích âm và dương. Tuỳ thuộc vào tín hiệu điện, các phân tử trắng và đen tạo nên những lớp nền mặt khác nhau.
Hãy thử làm phép tính đơn giản, mỗi ngày có hơn 55 triệu tờ báo được bán ra, nếu sử dụng loại báo điện tử nói trên thì sẽ tiết kiệm được một lượng lớn cây rừng dùng làm bột giấy.
Chôn khí thải vào lòng đất
CO2 là loại khí thải chính gây nên hiệu ứng nhà kính, làm cho trái đất nóng lên. Theo Cơ quan Quản lý thông tin năng lượng, đến năm 2030, con người sẽ thải ra gần 8.000 triệu tấn CO2.

CO2 sẽ đuợc phân tách và xử lý ngay từ nguồn phát thải.
Nhiều chuyên gia cho rằng, không thể ngăn lượng phát thải CO2 vào khí quyển mà chỉ còn cách, chúng ta phải tìm biện pháp để xử lý khí này. Một phương pháp được đưa ra là bơm CO2 vào trong lòng đất trước khi nó có cơ hội phát thải vào khí quyển.
Sau khi tách khí CO2 từ các loại khí phát thải khác, nó được chôn lấp dưới các giếng dầu, quặng muối và vỉa đá đã khai thác.
Mặc dù điều này nghe thật tuyệt vời, các nhà khoa học chưa chắc chắn về việc khí thải được bơm xuống lòng đất có được lưu giữ lâu dài hay không, tác động lâu dài đến đâu và chi phí cho việc tách và chôn lấp khí là khá cao nếu coi công nghệ này là giải pháp thực tiễn ngắn hạn.
Sử dụng thực vật và vi khuẩn
Ngành trị liệu sinh học sử dụng vi khuẩn và thực vật để xử lý ô nhiễm. Nhiều thí nghiệm như xử lý nitrat trong nước bị ô nhiễm bằng vi khuẩn, sử dụng cây trồng để làm sạch đất bị nhiễm chất độc asen.

Tương lai rất lớn của việc sử dụng thực vật trong xử lý ô nhiễm môi truờng.
Cơ quan bảo vệ môi trường Mỹ đã áp dụng phương pháp sinh học để làm sạch một số khu vực bị ô nhiễm theo cách này. Hiện tại, các nhà khoa học cố gắng lai tạo các giống cây mới có khả năng chuyển chất ô nhiễm từ rễ ra bên ngoài thông qua lá cây.
Trồng cây trên mái nhà
Khái niệm này đã có xuất hiện từ thời xưa, tiêu biểu là Vườn treo Babilon, một trong 7 kỳ quan thế giới cổ đại. Truyền thuyết kể rằng, các mái nhà, ban công, sân thượng của cung điện hoàng gia Babylon phải trở thành vườn cây theo yêu câu vị đức vua nhằm thể hiện tình yêu với người vợ của mình.

Những mái xanh giúp ích rất nhiều cho việc giảm nhiệt độ căn nhà của bạn.
Theo quan điểm môi trường hiện đại, vườn cây trên mái nhà sẽ giúp hấp thụ nhiệt, giảm tác động của CO2 bằng cách hút CO2 và thải ra O2, làm mát không khí giúp giảm điện năng sử dụng cho máy lạnh.
Tóm lại, phương pháp này sẽ giúp giảm hiệu ứng “Heat Island” (hòn đảo nhiệt) thường thấy ở các trung tâm thành phố. Và biết đâu, những chú bướm và chim cũng ghé thăm những khu vườn trên mái nhà đấy, và giúp cho chúng ta thêm hứng khởi mỗi ngày.
Khai thác sóng và thuỷ triều để phát điện
Đại dương chiếm 70% diện tích bề mặt trái đất. Sóng biển là một nguồn năng lượng dồi dào có thể làm quay tua bin tạo ra điện. Trở ngại trong sử dụng nguồn năng lượng này là việc khai thác nó. Đôi lúc các con sóng quá nhỏ để cung cấp đủ năng lượng cần cho máy phát điện.

Tiềm năng của năng lượng thuỷ lực rất dồi dào.
Tuy nhiên, biện pháp khắc phục là lưu giữ năng lượng khi máy phát đã có đủ năng lượng để vận hành. Công ty East River ở New York hiện đang thử nghiệm hệ thống máy phát điện gồm 6 tua bin chạy bằng năng lượng thuỷ lực.
Hiện nay, các kĩ sư nghiên cứu một hệ thống có khả năng khai thác năng lượng ở những vùng ngoài khơi xa.
Chuyển hoá năng lượng nhiệt từ đại dương (OTEC)
Tấm panô thu năng lượng mặt trời lớn nhất trên Trái Đất chính là bề mặt đại dương. Theo Bộ Năng lượng Mỹ, mỗi ngày đại dương hấp thụ nhiệt lượng từ mặt trời tương đương năng lượng nhiệt của 250 triệu thùng dầu.

Triển vọng từ công nghệ OTEC sẽ đem lại nguồn năng luợng đáng kể.
Hiện, công nghệ OTEC chuyển năng lượng nhiệt chứa trong đại dương thành điện năng bằng cách lợi dụng sự chênh lệch nhiệt độ giữa mặt biển (nóng) và đáy biển (lạnh).
Sự chênh lệch nhiệt độ có thể làm quay tuabin phát điện. Hạn chế của phương pháp này là nó vẫn chưa có hiệu quả đủ để làm cơ chế chính cho việc sản xuất năng lượng.
Sử dụng năng lượng mặt trời
Năng lượng mặt trời, chiếu tới bề mặt trái đất dưới dạng photon, có thể chuyển hoá thành nhiệt hoặc điện năng. Có nhiều loại bộ thu năng lượng mặt trời ra đời và đã được ứng dụng thành công bởi nhiều công ty năng lượng và cá nhân.

Năng luợng thu đuợc từ Mặt trời duờng như là vô tận.
Thiết bị thu năng lượng mặt trời có hai dạng phổ biến là pin năng lượng mặt trời và bộ thoa nhiệt năng lượng mặt trời. Nhưng các nhà nghiên cứu đã tìm được một phương pháp hiệu quả hơn để chuyển đổi nguồn năng lượng dồi dào này bằng cách sử dụng các tấm gương và máng parabol để hội tụ năng lượng mặt trời.
Một phần thách thức của việc sử dụng năng lượng mặt trời là động cơ và khuyến khích từ phía chính phủ. Tiên phong trong áp dụng công nghệ hiện đại này là một công ty năng lượng ở Tây Ban Nha vừa mở cửa nhà máy nhiệt điện sử dụng năng lượng mặt trời cung cấp đủ điện năng cho 6.000 hộ gia đình và giúp giảm được 18.000 tấn khí CO2/năm.
Năng lượng Hydro
Việc sử dụng pin nhiên liệu hydro được xem là một lựa chọn thay thế không ô nhiễm cho nhiên liệu hoá thạch. Thay vì thải ra khói gây ô nhiễm môi trường, pin nhiên liệu hydro sản sinh sản phẩm phụ là nước do sự kết hợp hydro và oxy trong quá trình tạo ra điện năng.

Những chiếc xe sử dụng động cơ Hydro là một lựa chọn cho tuơng lai.
Vấn đề của pin nhiên liệu là làm sao thu được hydro. Các phân tử nước và rượu phải được xử lý để tách hydro cung cấp cho pin nhiên liệu. Mới đây, các nhà khoa học đã tìm ra phương pháp cung cấp năng lượng sử dụng cho máy tính xách tay và nhiều thiết bị nhỏ gọn khác bằng pin nhiên liệu.
Nhiều hãng xe hứa hẹn cho ra đời thế hệ xe hơi mới với chất thải duy nhất là nước. Lời hứa về một nền kinh tế hyrdro biết đâu sẽ sớm thành hiện thực.
Khử muối trong nước biển
Theo Liên Hiệp Quốc, đến giữa thế kỷ này, nguồn nước đang cạn kiệt sẽ ảnh hưởng đến hàng tỷ người trên thế giới. Khử muối về mặt cơ bản là loại bỏ muối và khoáng chất khỏi nước biển, là một phương pháp khả thi để cung cấp nước cho nhiều khu vực trên thế giới, những nơi thiếu nguồn nước uống được.

Mặc dù chi phí cao, nhưng công nghệ này sẽ là tuơng lai cho nguồn nuớc trên Trái Đất.
Hạn chế của công nghệ này là chi phí quá cao và tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Các nhà khoa học đang nghiên cứu một quy trình tốt hơn, nhằm sử dụng các loại nhiên liệu rẻ hơn để làm nóng và bay hơi nước trước khi cho nó chảy qua các màng lọc mỏng nhằm tăng tính hiệu quả.
Chế tạo dầu mỏ từ bất kì thứ gì
Về nguyên tắc, bất cứ chất thải nào có thành phần cácbon – từ phân gà cho tới lốp xe cũ, chai lọ – đều có thể biến thành dầu hỏa nếu được xử lý theo phương pháp gọi là là thermo – depolymerization, giống với sự sản sinh ra dầu hỏa từ thiên nhiên. Những người đề xướng công nghệ này khẳng định rằng 1 tấn chất thải của gà có thể tạo ra 600 pounds (khoảng 273 kg) dầu mỏ.
Nhưng để có sản phẩm giống như vậy thì phải mất hàng triệu năm. Nếu muốn nhanh, các nhà khoa học phải nghiên cứu những cỗ máy tạo ra môi trường có nhiệt độ, áp suất thích hợp. Việc này đòi hỏi một khoản chi phí không nhỏ cho nghiên cứu và vận hành. Do đó, sản xuất nhiên liệu hóa thạch nhân tạo có thể tạm thời đáp ứng nhu cầu trong giai đoạn chuyển tiếp chứ không phải giải pháp lâu dài.
Source: KhoaHoa.com.vn
CIA shares intelligence with climate scientists
Experts get spy satellite images as program scrapped by Bush is revived

Federal officials say the collaboration releases secret information already collected, such as satellite images.
The nation’s top scientists and spies are collaborating on an effort to use the federal government’s intelligence assets — including spy satellites and other classified sensors — to assess the hidden complexities of environmental change. They seek insights from natural phenomena like clouds and glaciers, deserts and tropical forests.
The collaboration restarts an effort the Bush administration shut down and has the strong backing of the director of the Central Intelligence Agency. In the last year, as part of the effort, the collaborators have scrutinized images of Arctic sea ice from reconnaissance satellites in an effort to distinguish things like summer melts from climate trends, and they have had images of the ice pack declassified to speed the scientific analysis.
The trove of images is “really useful,” said Norbert Untersteiner, a professor at the University of Washington who specializes in polar ice and is a member of the team of spies and scientists behind the effort.
Scientists, Dr. Untersteiner said, “have no way to send out 500 people” across the top of the world to match the intelligence gains, adding that the new understandings might one day result in ice forecasts.
“That will be very important economically and logistically,” Dr. Untersteiner said, arguing that Arctic thaws will open new fisheries and sea lanes for shipping and spur the hunt for undersea oil and gas worth hundreds of billions of dollars.
The monitoring program has little or no impact on regular intelligence gathering, federal officials said, but instead releases secret information already collected or takes advantage of opportunities to record environmental data when classified sensors are otherwise idle or passing over wilderness.
‘Spying on sea lions’
Secrecy cloaks the monitoring effort, as well as the nation’s intelligence work, because the United States wants to keep foes and potential enemies in the dark about the abilities of its spy satellites and other sensors. The images that the scientific group has had declassified, for instance, have had their sharpness reduced to hide the abilities of the reconnaissance satellites.
Controversy has often dogged the use of federal intelligence gear for environmental monitoring. In October, days after the C.I.A. opened a small unit to assess the security implications of climate change, Senator John Barrasso, Republican of Wyoming, said the agency should be fighting terrorists, “not spying on sea lions.”
Now, with the intelligence world under fire after the attempted airliner bombing on Christmas Day, and with the monitoring program becoming more widely known, such criticism seems likely to grow.
A senior federal official, who spoke on the condition of anonymity, defended the scientific monitoring as exploiting the intelligence field quite adroitly.
Ralph J. Cicerone, president of the National Academy of Sciences and a member of the monitoring team, said the program was “basically free.”
“People who don’t know details are the ones who are complaining,” Dr. Cicerone said.
About 60 scientists — mainly from academia but including some from industry and federal agencies — run the effort’s scientific side. All have secret clearances. They obtain guidance from the National Academy of Sciences, an elite body that advises the federal government.
Dr. Cicerone said the monitoring effort offered an opportunity to gather environmental data that would otherwise be impossible to obtain, and to do so with the kind of regularity that can reveal the dynamics of environmental change.
“It’s probably silly to think it will last 50 years,” he said of the program in an interview. “On the other hand, there’s the potential for these collections to go on for a long time.”
The C.I.A. runs the program and arranges for the scientists to draw on federal surveillance equipment, including highly classified satellites of the National Reconnaissance Office.
Officials said the effort to restart the program originated on Capitol Hill in 2008 after former Vice President Al Gore argued for its importance with Senator Dianne Feinstein, Democrat of California, who was then a member of the Senate Intelligence Committee; she became its chairwoman in early 2009.
The Obama administration has said little about the effort publicly but has backed it internally, officials said. In November, the scientists met with Leon E. Panetta, the C.I.A. director.
“Director Panetta believes it is crucial to examine the potential national security implications of phenomena such as desertification, rising sea levels and population shifts,” Paula Weiss, an agency spokeswoman, said.
The program resurrects a scientific group that from 1992 to 2001 advised the federal government on environmental surveillance. Known as Medea, for Measurements of Earth Data for Environmental Analysis, the group sought to discover if intelligence archives and assets could shed light on issues of environmental stewardship.
It is unclear why Medea died in the early days of the Bush administration, but President George W. Bush developed a reputation for opposing many kinds of environmental initiatives. Officials said the new body was taking on the same mandate and activities, as well as the name.
“I’m extremely pleased with what’s been happening,” said Michael B. McElroy, an atmospheric scientist at Harvard University and a senior member of the group. “It’s really first-rate.”
Among the program’s first responsibilities has been to assess earlier Medea projects to see which, if any, produced valuable information and might be restarted or expanded.
Dr. Untersteiner of the University of Washington said that in June the government posted some imagery results from that assessment on the Web sites of the United States Geological Survey in an area known as the Global Fiducials Library, which advertises itself as an archive of intelligence images from scientifically important sites.
Among other things, the online library displays years of ice imagery from six sites inside the Arctic Circle, including the Fram Strait, the main route for icebergs moving from the Arctic basin into the North Atlantic.
Scientists consider the Arctic highly sensitive to global warming and are particularly interested in closely monitoring its changes as possible harbingers.
‘Major impact’
In July, the National Research Council of the National Academy of Sciences released a report that praised the monitoring.
“There are no other data available that show the melting and freezing processes,” the report said. “Their release will have a major impact on understanding effects of climate change.”
Dr. Untersteiner said the federal government had already adopted one of the report’s recommendations — have reconnaissance satellites follow particular ice floes as they drift through the Arctic basin rather than just monitoring static sites.
For this summer, Dr. Untersteiner said he had asked that the intelligence agencies start the process sooner, “so we still see the snow cover, maybe in early May.”
Such research, Dr. Untersteiner said, promised to promote understanding of the fundamental forces at work in global climate change, including the endless whorls and gyres of polar ice.
“We still have a problem with ice mechanics,” he said. “But the dynamics are very revealing.”
Source: MSNBC.MSN.com
Sau COP 15 – làm gì để Trái đất bớt nóng?
Posted by Ngoc Nga in Vietnamese on January 4th, 2010
TTCT – Trước kết quả có thể xem là thất bại của Hội nghị quốc tế về biến đổi khí hậu tại Copenhagen (COP 15), các cơ quan nghiên cứu đành quay về tìm biện pháp thực hiện các sáng kiến kỹ thuật để giảm nhiệt khí quyển Trái đất.

Núi lửa phun lưu huỳnh vào khí quyển
1- Rải sulfat lên khí quyển
Dựa trên thực tiễn vụ nổ núi lửa Pinatubo (Philippines, 1991), bụi lưu huỳnh tung vào khí quyển đã làm nhiệt độ Trái đất giảm 0,5 0 C trong hai năm sau đó. Nhưng phải giải quyết các hiệu ứng phụ: không tăng tỉ lệ axit trong đại dương, lỗ thủng ozone không rộng ra và không tạo thêm mây mù trên bầu trời.
2- Trồng các cây lương thực có lá trơn
Diện tích trồng các loài cây lương thực rất lớn. Việc chọn lọc, lai tạo hoặc biến đổi gen để lá các loài cây này trơn và bóng hơn giúp phản chiếu nhiều ánh nắng mặt trời trở lại không gian sẽ làm mặt đất mát hơn.
3- Tạo nhiều mây trắng
Mặt đất mát được là nhờ các tầng mây che phủ và càng mát hơn khi các đám mây trở nên trắng hơn, phản chiếu được nhiều bức xạ mặt trời hơn. Có thể tạo ra mây trắng bằng cách bắn lên không trung các nhân ngưng kết hạt nước. Hơi muối bốc lên từ nước biển là thứ nhân có sẵn nhất.
4- Che bóng Trái đất
Ý tưởng có vẻ táo bạo và đầy nguy hiểm: bắn vào khoảng không cách xa mặt đất hàng triệu triệu đĩa nhỏ tạo nên bóng mờ che địa cầu.
5- Trồng rừng nhân tạo
Một biện pháp tốn kém khác là trồng các rừng cây nhân tạo có khả năng hút mạnh CO 2 . Chỉ cần trồng 100.000 cây loại này có thể hút hết phát thải ô nhiễm của cả nước Anh.

Băng tuyết núi Alps (Thụy Sĩ) tan quá sớm (tháng 6-2008) so với trước đây. Hiện tượng này sẽ làm hàng triệu người thiếu nước sinh hoạt
6- Bón sắt cho các đại dương
Nhằm giúp phiêu sinh thực vật biển phát triển mạnh hơn, quang hợp nhiều hơn, nhờ đó hấp thu nhiều hơn khí thải CO 2 . Thực nghiệm đã bắt đầu, nhưng người ta sợ rằng về lâu dài sẽ làm tăng tỉ lệ axit trong đại dương.
7- Bắt giữ và chôn lấp carbon
Kỹ thuật này đã được đề cập rất sớm, nhằm chuyển khí thải CO 2 từ các nhà máy phát điện chạy than thành chất rắn rồi đem chôn ở các hầm mỏ bỏ hoang. Hi vọng việc này có thể triển khai đại trà từ năm 2015.
8- Trồng tảo trên các kiến trúc cao tầng
Nhằm khai thác khả năng quang hợp của tảo để hấp thu khí thải CO 2 trong các thành phố, chuyển hóa thành nhiên liệu để giảm lệ thuộc dầu mỏ. Tảo được trồng trong các ống PBR (photo-bioreactor), phủ bên ngoài các công trình.
Souce: tuoitre.com.vn
Biến khí hidro và cacbonic thành nhiên liệu
Posted by Ngoc Nga in Vietnamese on December 30th, 2009
Thiết bị CR5 được coi là một đột phá đầy tiềm năng để thực hiện đồng thời hai nhiệm vụ: xử lý chất thải cacbonic từ các cơ sở sản xuất và sản xuất khí tổng hợp dùng làm nhiên liệu thay thế các nhiên liệu truyền thống.

Nhà nghiên cứu Rich Diver của Phòng Thí nghiệm Sandia đang điều chỉnh thiết bị CR5.
Các nhà khoa học Phòng Thí nghiệm quốc gia Sandia (Mỹ) trong quá trình tím cách tận dụng nguồn khí hidro phong phú và rẻ tiền thành điện đã nhận thấy chính công nghệ ấy cũng có thể “đốt cháy ngược” CO2 thành nhiên liệu. Đặt nhiệm vụ tăng hiệu suất của hệ, các nhà nghiên cứu đã thiết kế một thiết bị phản ứng chuyển hóa khí thải CO2 thành cacbon monoxit, sau đó thành khí tổng hợp, hoạt động không cần bất cứ nhiên liệu nào ngoài năng lượng mặt trời.
Thiết bị có tên đơn giản là Thiết bị Phản ứng Thu hồi Vòng Quay Ngược (từ tiếng Ạnh là Counter-Rotating-Ring Receiver Reactor Recuperator, viết tắt là CR5) gây ra một phản ứng nhiệt hóa học bằng cách cho một tấm compozit oxit sắt giàu cacbon tiếp xúc với nhiệt tập trung cao độ từ ánh nắng mặt trời. Tấm compozit đó sẽ tách ra các phân tử oxy khi bị đốt nóng và nhận lại các phân tử oxy khi nguội đi, và đó là nguyên lý hoạt động của thiết bị này.
Thiết bị bằng kim loại hình trụ CR5 được chia thành buồng nóng và buồng lạnh. Năng lượng mặt trời đốt nóng buồng nóng đến nhiệt độ rất cao, khoảng 2700 độ C, nhiệt độ ấy đủ để buộc tấm compozit oxit sắt bứt ra những nguyên tử oxy. Sau đó tấm compozit lại được đẩy vào buồng lạnh, chứa đầy cacbon dioxit. Khi lạnh đi, oxit sắt lại thu hồi các nguyên tử oxy mà chúng bị mất, biến cacbon dioxxit thành cacbon monoxit.
Nếu trong quá trình này bơm nước vào buồng lạnh, chứ không phải CO2 thì lại tạo ra được hidro. Sau đó hidro và cacbon monoxit sẽ hoà trộn với nhau thành khí tổng hợp, dùng làm nhiên liệu thay thế cho các nhiên liệu truyền thống có bản chất hidrocacbon như xăng, dầu diesel và nhiên liệu phản lực. Nhưng đây chưa phải là giải pháp tổng thể để giảm phát thải cacbon vì khi cháy, chính khí tổng hợp cũng tạo ra CO2 và thu hồi lại.
CO2 thu hồi có thể dùng để “bẫy” cacbon thải loại từ các xưởng sản xuất và các nhà mày điện, rồi dùng lại trong sản xuất chứ không xả ra ngoài không khí, nơi nó có thể gây ra những vấn đề mà khoa học chưa hiểu hoàn toàn.
Bước tiếp theo của nhóm nghiên cứu là nâng hiệu suất của quá trình lên gấp đôi so với quá trình quang hợp tự nhiên. Thiết bị CR5 đã có trên thị trường từ hơn 10 năm trước nhưng lúc đó, các nhà khoa học chưa có ý tưởng giữ lại cacbon thải và đưa trở lại quy trình để dùng trực tiếp làm nhiên liệu mà không cần bất cứ thứ gì khác ngoài những tia nắng mặt trời hết sức phong phú.
Source: XaLuan.com

