Auto >> Fordonsteknik >  >> Bilvård

Kan steampunk inspirera framtidens energi?


En målmedveten ung man, med hår snyggt slickat på varje sida av en allvarlig mittdel, brottas med utrustningen han installerar i cockpiten på en raket. Hans långärmade bomullsskjorta är instoppad i linnebyxor med raka ben, och de hängslen som krävs presterar beundransvärt trots de ovärdiga positioner som hans arbete kräver. Det är hans väst som ger honom passform och vandrar mot hakan för varje varv av skiftnyckeln. Han slänger verktyget, hör det metalliska klirrandet på kontrollcentrets golv och lättar sig in i den sammetslena fåtöljen som vetter mot mastodontmaskinens panel av riktningsvisare och gestikulerande mätare. Han kommer att återgå till sitt arbete om ett ögonblick, men för tillfället nöjer han sig med att ta tag i pinnarna som styr raketskeppets hydrauliska akterroder och blicka mot himlen. Snart är det där han kommer att styra sin ångdrivna uppfinning.

Om det här scenariot verkar vara ett osannolikt äktenskap mellan viktoriansk kultur från 1800-talet och modern teknik, så är det för att det är det. Den osannolika idén att en man från 1800-talet, hur uppfinningsrik den än är, skulle kunna bygga ett raketskepp som kan navigera i stjärnorna är bara en av de många gamla möter-nya intriger som möts i den litterära subgenren som kallas steampunk.

Steampunk föreställer sig hur människor i det förflutna kan ha tagit till sig teknik från framtiden. Istället för att förlita sig på framtida strömkällor som elektricitet, drivs majoriteten av enheter i steampunk-stil direkt av ånga. Och så var många faktiska viktorianska uppfinningar, såsom ångdrivna pumpar som användes för att ta bort vatten från kolgruvor. Dessa maskiner fungerade som alla grundläggande ångdrivna uppfinningar av dagen. Värmen från ett bränsle, som kol eller trä, fick kompakta flytande vattenmolekyler att expandera. När värmen fick molekylerna att röra sig bort från varandra, omvandlades de från flytande tillstånd till ånga - och expansionen tryckte på en kolv för att driva pumpen.

Trots alla högteknologiska framsteg de senaste 100 åren är ånga fortfarande relevant som energikälla. Det används för att generera elektricitet i bränsleförbränning och kärnkraftverk, och har blivit ett viktigt tillskott i hushållsapparater, som diskmaskiner och torktumlare. Ännu viktigare, ångans fördelar har inspirerat forskare att ta en ny titt på denna elementära energikälla och dechiffrera hur den skulle kunna utnyttjas för framtiden. Ta reda på vad vissa ångentusiaster drömmer om på nästa sida.

>The Future of Steam Energy

Många tror att steampunk är idén från två välkända författare från slutet av 1800-talet, H.G. Wells och Jules Verne. Vernes bok, "Från jorden till månen", publicerad 1865, avbildade ubåtar, solsegel och en raketliknande projektil som transporterade människor till månen. Även om dessa uppfinningar verkade osannolika under många år, har flera av de redskap han skrev inkarnerat i moderna maskiner. Steam har upplevt en liknande återupplivning. Det är långt ifrån en nedlagd energikälla, en uttjänt litterär konstruktion eller en kvarleva från den industriella revolutionen.

Enligt US Department of Energy skapar mer än 45 procent av bränslet som förbränns av amerikanska tillverkare ånga, och det mesta av elen i USA skapas av ångturbiner. En grundläggande ångturbin använder bränsle för att värma en panna som omvandlar vatten till ånga. En kompressor kondenserar sedan ångan till en högtrycksmassa som överförs till en snurrande turbin, där den genererar el till kraftfabriker, hem eller till och med fordon. Ångdrivna fordon är fortfarande under utveckling, men jämfört med gasdrivna fordon förväntas de vara mer energieffektiva och ha färre miljöfarliga utsläpp.

Innan ångkraft kan ta ett kvantsprång måste forskarna dock övervinna ett stort effektivitetsproblem. Nuvarande ånggeneratorer fångar inte upp all ånga som produceras - en stor andel av den (upp till två tredjedelar) går förlorad. En del ånga rinner helt enkelt ut i atmosfären, medan en del svalnar och återfångas som avloppsvatten. Även om avloppsvattnet ofta återvinns direkt tillbaka till ånggeneratorn, skulle det vara mer effektivt att fånga upp det i första hand, vilket är precis vad forskare försöker göra genom att utveckla högeffektiva ångturbiner.

En av de tydliga fördelarna med ångkraft är att nästan alla typer av bränsle kan förbrännas för att förvandla vatten till ånga. Istället för att bränna fossila bränslen för att göra ånga, hävdar forskare att brännbart organiskt avfallsmaterial, som majskolvar eller sojaolja, kan användas. Ångturbiner kunde till och med värmas upp med avfallsved. Seattle Steam Company, till exempel, bränner begagnade träpallar, trasiga trädgrenar och byggrester för att producera tillräckligt med ånga för att värma upp 200 byggnader i centrala Seattle.

Vatten är en ofarlig, billig och riklig naturresurs som kan generera upp till 6 gånger sin massa i ånga, vilket innebär att det lovar som en renare energi med utbredda industri- och bostadsapplikationer. Även om ingen av dessa applikationer är en ångdriven raket som kan slunga en oklanderligt klädd människa ut i rymden – ännu.

Att mynta en fras

Det tidigaste omnämnandet av ordet "steampunk" inträffade 1987, när författaren K.W. Jeter föreslog termen i ett brev till sci-fi-tidningen "Locus". Idag syftar steampunk på böcker som "The Difference Engine", som beskriver uppfinningen av den första datorn i en miljö från 1800-talet, såväl som serier som "League of Extraordinary Gentlemen", filmer som "Wild, Wild West" och en klädstil populär bland kunder på popkulturkongresser.

>Mycket mer information

Relaterade artiklar

  • Så fungerar Steam-teknik
  • Så fungerar naturgasfordon

>Källor

  • Atterbury, Paul. "Victorian Technology." 17 februari 2011 (2 december 2011) BBC. http://www.bbc.co.uk/history/british/victorians/victorian_technology_01.shtml
  • Genèves historiska sällskap. "Kläder 1840." (2 december 2011) http://www.genevahistoricalsociety.com/PDFs/Tea/Clothing.PDF
  • Lira, Carl. "Kort historik om ångmaskinen." Michigan State University. 4 februari 2006. (2 december 2011) http://www.egr.msu.edu/~lira/supp/steam/
  • McFedries, Paul. "Steampunk." (2 dec. 2011) Word Spy. http://www.wordspy.com/words/steampunk.asp
  • Mork, Rachel. "Hur fungerar Steam Power?" Livet123. (2 december 2011) http://www.life123.com/parenting/education/steam/how-does-steam-power-works.html
  • National Geographic. "8 Jules Verne uppfinningar som blev sanna." (2 december 2011)http://news.nationalgeographic.com/news/2011/02/pictures/110208-jules-verne-google-doodle-183rd-birthday-anniversary/#/jules-verne-inventions-splash -landing-splashdown-spacecraft_32038_600x450.jpg
  • Page, Lewis. "Tillbaka till Gaslight, Coal eller Steam Power. Det är framtiden." 21 juni 2011. (2 dec 2011) Registret. http://www.theregister.co.uk/2011/06/21/gaslight_steampunk_fuel_cells/
  • Spirax Sarco. "Ånga, energivätskan." (2 december 2011) http://www.spiraxsarco.com/resources/steam-engineering-tutorials/introduction/steam-the-energy-fluid.asp
  • Rutgers University. "Ångturbiner." (2 december 2011) http://njchp.rutgers.edu/files/Steam_Turbines.pdf
  • Sullivan, Chris. "Kan Steam vara den nya gröna energin?" 3 augusti 2011. (2 dec 2011) My Northwest. http://mynorthwest.com/?nid=11&sid=524627
  • USA Institutionen för energi. "Ånga." (2 december 2011) http://www1.eere.energy.gov/industry/bestpractices/steam.html
  • USA Energiinformationsförvaltningen. "El i USA." (2 december 2011) http://205.254.135.24/kids/energy.cfm?page=electricity_in_the_united_states-basics