transport – Visionair

Vlammen van ijzer, aluminium, methaan en een ijzer-boormengsel. Bron: [1]

Metaalpoeder: de nieuwe brandstof?

14 reacties / Ideeën, Scheikunde, Techniek, Wetenschap / Door Germen Roding / 10 december 2015 26 januari 2021

In een studie onderzochten chemici van McGill wat de mogelijkheden zijn om in plaats van koolwaterstoffen als benzine of diesel, metaalpoeder te gebruiken als brandstof. Er blijkt veel meer mogelijk dan gedacht. Hebben we eindelijk het ei van Columbus gevonden?

Metaalpoeder als brandstof, zo gek nog niet
Het is niet erg slim om ons voort te bewegen door middel van een stroperig goedje dat het klimaat verpest, wereldwijde oorlogen veroorzaakt en bovendien aan het opraken is. Dat beseffen steeds meer mensen. Dus moeten we op zoek naar een alternatief. Helaas is de meest compacte energiebron, kernenergie, met de techniek van nu, alleen te gebruiken in een grote centrale. Anders hadden we met een kilo uranium zo’n miljoen km kunnen rijden. Dat is vijf keer zoveel als een goede auto haalt. Dus moeten we op zoek naar andere alternatieven als energiedrager in voertuigen. Op dit moment wordt er veel onderzoek gedaan naar batterijen, waterstofgas en de weinig zinnige biobrandstof. Of minder bekende, maar goede alternatieven, zoals ammoniak. Maar wat, als we metaalpoeder gebruiken als brandstof?

Metaalpoeder en boor verslaan benzine wat energiedichtheid betreft in veel opzichten met stukken.

De voordelen van metaalpoeder
In het dagelijks leven kennen we metalen als robuust materiaal dat vlamwerend is. Schijn bedriegt echter. Dit komt alleen omdat het reactieoppervlak zo klein is. Als een onedel metaal als ijzer of aluminium fijn is verpoederd, dan brandt het als een fakkel. Sterretjes bijvoorbeeld, bestaan uit een mengsel van ijzerpoeder en klei. Prettig aan metaalpoeder is verder dat het geen uitstoot geeft. Wat je overhoudt is roest, of aluminiumoxide, magnesiumoxide en dergelijke. Dit zijn poeders, die je in een hoogoven weer kan omzetten in het metaal.

De energiedichtheid van metaalpoeder is ook hoog. Een liter metaalpoeder geeft meer energie dan een liter benzine. Boor, bovendien ook qua gewicht. Metalen als magnesium binden zo actief met zuurstof, dat ze zelfs zuurstof kunnen onttrekken aan kooldioxide. Het vaakst genoemd is poeder van ijzer. IJzer komt op aarde in enorme hoeveelheden voor, is erg goedkoop en is het meest gebruikte metaal. Aluminium is veel lichter dan ijzer, maar duurder. Ook het element boor is interessant. Boor is weliswaar geen metaal, maar erg licht en driewaardig. De reactie van boor met zuurstof (2 B (s) + 3 O₂ (g) => B₂O₃(s) ) levert per kilogram 30% meer energie op dan benzine. Het afvalproduct, booroxide-poeder, kan je weer eenvoudig recyclen tot boor. Dat is met uitlaatgassen helaas wel anders.

Een concept voor een verbrandingsmotor. Klik voor een vergroting.[2]

Hoe werkt een metaalmotor?
Een zeer fijn metaalpoeder (denk dan aan deeltjes van nanometers groot) wordt verneveld in de brandstoftoevoer. Zo ontstaat er een explosief mengsel. Dit ontbrandt, waarna de vrijkomende hitte het gas laat uitzetten en de zuigers aandrijft. Metaal nanodeeltjes branden al rond de 250 graden, of na een vonkontlading. Omdat de deeltjes zo fijn zijn, verstoppen ze de motor niet. Het poeder kan daarna worden hergebruikt door er waterstofgas overheen te leiden. Bij het tanken wordt de volle cartridge met roestpoeder afgeleverd en vervangen door een verse cartridge met metaalpoeder.

Wanneer kan ik metaalpoeder tanken?
Dat duurt helaas nog even. Eerst moet iemand een bruikbaar prototype voor een metaalpoeder verbrandingsmotor ontwikkelen. Vervolgens moet dit klaar worden voor productie. En, er moeten stations komen waar je het roestpoeder kan omwisselen voor metaal. Reken daarom zeker op vijf tot tien jaar. Als het al van de grond komt. Batterijbouwers en de ontwikkelaars van andere technieken zitten natuurlijk ook niet stil.

Bron
J.M. Bergthorson et al. Direct combustion of recyclable metal fuels for zero-carbon heat and power, Applied Energy (2015). DOI: 10.1016/j.apenergy.2015.09.037
Could metal powders be the clean fuel of the future? McGill University, 2015

$De RopeCon heeft dezelfde vervoerscapaciteit als de miljarden kostende Gotthardtubbel. Voor een fractie van de kosten. Bron: lowtechmagazine.be$

Autolift goedkope vervanger tunnel

2 reacties / Economie, Europa, Ideeën, Ideeën en techniek, Maatschappij, Techniek, Visionaire projecten / Door Germen Roding / 10 juli 2015 9 juli 2015

Kabelbanen zijn goedkoop, flexibel en weinig belastend voor het kwetsbare alpenmilieu. Waarom zien we niet meer autoliften?

Bergpassen: een plaag voor vrachtrijders en automobilisten
Toen ik met mijn lief door de Simplonpas reed, zagen we een vrachtwagenchauffeur moeizaam de steile pas opklauteren.
Duidelijk was de belading meer dan de vrachtwagen aankon. Inderdaad is een nauwe weg aanleggen door een kwetsbaar natuurgebied niet een erg elegante oplossing. Ook zijn wegen door een hooggebergte een constant zorgenkind. Lawines, aardverschuivingen en afbrokkelende bergwanden zorgen geregeld voor gevaarlijke situaties.

Tunnels: erg duur
Ook tunnels kennen grote nadelen. Zwitserland en Oostenrijk zijn rijker aan tunnels dan een Emmenthaler kaas.
Deze tunnels aanleggen kost ook miljarden, alleen al de Gotthardtunnel over de 17 miljard Zwitserse frank (tussen de 16 en 17 miljard euro).
Is er niet een elegantere oplossing?

Kabeltransport
Wie wel eens in de alpenlanden komt, kent ze ongetwijfeld. De alomtegenwoordige skiliften. Deze maken gebruik van een oude techniek, die begin twintigste eeuw erg populair was voor vrachtvervoer: kabeltransport. Geen wonder. Kabeltransport vereist geen wegen, is energiezuinig, is snel op te bouwen en snel weer af te breken. Ook belasten kabels het milieu maar weinig. Er hoeven alleen kabelpylonen geplaatst te worden. Het is daarom jammer dat deze techniek tegenwoordig zo weinig populair is. Hoe zou een effectieve vrachtwagenlift werken?

Technische eisen
De vrachtwagenlift moet in staat zijn veertig ton te vervoeren, het EU-maximum voor belading. De lift moet veilig en betrouwbaar zijn. De lift moet voor relatief weinig geld aan te leggen zijn, minder dan een traditionele asfaltweg met haarspeldbochten zou kosten: plm 6 miljoen tot 100 miljoen per km. Ook moet de vrachtwagenlift snel zijn, denk aan 20 km per uur of meer.

Zou de RopeCon hieraan voldoen?
De Oostenrijks-Zwitserse firma Doppelmayr Garaventa Group heeft de kabelbaan verbeterd tot een verplaatsbare transportband. Hun RopeCon kan een maximale lengte van 20 km overbruggen en 10.000 ton vracht per uur vervoeren. Dat zijn 250 vrachtwagens. Als we dit vergelijken met de Gotthardtunnel: hier mogen maximaal 333 vrachtwagens per uur doorheen rijden, dan zouden twee RopeCons de functie van de Gotthardtunnel over kunnen nemen. Dit zou ook de nodige CO2-uitstoot besparen.

Eetbare steden en dorpen!

7 reacties / Ideeën, Maatschappij, Mensheid, Visionair leven / Door Douwe / 12 augustus 2012 13 september 2013

Wat moet een gemeenschap doen met haar braakliggende en openbare land? Voedsel planten, natuurlijk. Met energie en humor vertelt Pam Warhurst bij TED het verhaal van hoe zijzelf en een groeiend team van vrijwilligers samenkwamen om stukken ongebruikt land om te vormen tot gemeenschappelijke groentetuinen, en om het verhaal over voedsel in hun gemeenschap te veranderen.

Op www.incredible-edible-todmorden.co.uk/ is meer te vinden over Incredible Edible Todmorden. Voor mensen die in Nederland hier ook mee bezig willen is het idee van de buurtmoestuin wellicht geschikt. En/of maak je lokale stadspark eetbaar door er een eetbare bostuin van te maken. En/of leg een paar mooie kruidenspiralen aan rond het gemeentehuis en plant een zonnecirkel vol fruitbomen om alle basisscholen. Voor nog meer tips over hoe je zelf en/of met je buurt de omgeving eetbaar kan maken bekijk de – Voorbeelden en Inspiratie sectie – van permacultuurnederland.org.

En er is een grote kans dat er mensen in de buurt al bezig zijn of graag bezig willen met het vergroenen van de buurt. Kijk op transitiontowns.nl om uit te vinden of er lokaal al initiatieven worden genomen. Er zijn inmiddels 83 lokale transition towns actief in Nederland. En mocht er in je eigen buurt nog niet eentje zijn overweeg dan eventueel om zelf een transition town initiatief te beginnen zodat mensen die ook de buurt graag willen vergroenen zich bij jouw kunnen melden!

Aanverwante artikelen en informatie:
-) Netwerk Eetbaar Nederland van start
-) Eetbare dorpen en steden
-) Raamtuinieren
-) De gemakkelijke moestuin
-) De kruidenspiraal
-) De eetbare bostuin
-) De buurtmoestuin
-) Een boerderij voor de toekomst
-) Eetbare groene woestijnen met Permacultuur
-) Groen Goud – VPRO Tegenlicht over permacultuur
-) Rondleiding Permaculture Research Insitute
-) Permacultuur, voorbeelden en inspiratie
-) Permacultuur in Nederland en omgeving
-) Web of Life, Diversiteit is van levensbelang
-) Eetbare planten en paddenstoelen database
-) Ruil je eigen eetbare planten bij elkaar
-) Engelse Plants for a Future database

Vrij downloadbare documenten:
-) Permacultuur, ontwerpen met de natuur (pdf)

561099_500636876629492_213896692_n — Fruitbomen en notenbomen plant je voor de toekomst!

Met de lift naar de ruimte. Als het aan Japan ligt, komt het ooit zover.

Space elevator: lift van 38.000 km hoog

37 reacties / Ideeën en techniek, Wetenschap, Zonnestelsel / Door admin / 27 december 2010 20 januari 2022

Je staat vlakbij het grondstation van de tienduizenden kilometers hoge space elevator. De vochtige tropische lucht op het paradijselijke Hawaiiaanse eiland Oahu voert zware bloemengeuren met zich mee. Recht naar boven zie je de absurd dunne liftkabel recht naar boven gaan en verdwijnen in de nevelige avondlucht. Flonkeringen zetten de onzichtbare rechte lijn voort. De kabel is zo lang dat er altijd wel een stukje zonlicht richting jou weerkaatst. Je haast je naar binnen. De veiligheidsmaatregelen zijn streng en je vertrek is over een uur of twee. Dan is het eindelijk zover. Voor het eerst in je leven verlaat je de aarde. Het grondstation verdwijnt in de schaduw van de nacht. Dan, op honderden kilometers hoogte, wordt de zon weer zichtbaar: een adembenemend gezicht. De aarde heeft een duidelijke bolvorm gekregen.

Wat is een ruimtelift?

Het principe van een ruimtelift is simpel. Bouw een kabel, zo hoog dat deze reikt tot een geostationaire omloopbaan: 36.000 kilometer boven het aardoppervlak. Nog langer is nog beter: zo trekt het extra stuk kabel de rest omhoog.

Bij iedere hoogte hoort een bepaalde baansnelheid: de baansnelheid waarop de middelpuntvliegende kracht precies de zwaartekracht opheft.
De geostationaire omloopbaan is de hoogte waarop bijvoorbeeld satellieten in precies 24 uur rond de aarde draaien. Het gevolg hiervan is dat ze boven het aardoppervlak stil lijken te staan. De reden dat communicatiesatellieten doorgaans in een geostationaire omloopbaan worden geparkeerd. Voor een ruimtelift is een stilstaande kabel uiteraard een absolute noodzaak. De centrifugale pseudokracht trekt de kabel omhoog en houdt op die manier de kabel in evenwicht.
Het idee voor een ruimtelift is niet nieuw: de visionaire ruimtevaartpionier Konstantin Tsiolkovski stelde begin twintigste eeuw al voor een 36.000 kilometer hoge toren te bouwen.
Het grootste technische probleem is het vinden van een materiaal dat sterk genoeg is om tienduizenden kilometers van zijn eigen gewicht overeind te houden. Tot nu toe werd dit materiaal spottend ‘unobtainium’ genoemd, maar met de ontdekking van koolstof nanobuisjes is er nu een reële kandidaat.

Wat is het voordeel van een ruimtelift?

Een ruimtelift kan ruimtevaart honderden malen goedkoper maken. Het probleem met raketten is dat elke kilo brandstof omhoog moet worden gesleept. Het resultaat is dat maar een paar procent van een raket uit nuttige lading bestaat. Elke kilogram nuttige lading in een raket naar, zeg, de maan, kost zelfs bij de efficiëntste raketten tientallen kilo’s brandstof. Praktijkvoorbeeld: tijdens de Apollo-missies naar de maan moest een enorme Saturnus V raket 3 miljoen kg brandstof verstoken om 45.000 kg lading naar de maan te transporteren (1,5% nuttige lading dus). Bij een ruimtelift komt elke joule energie (in de vorm van elektriciteit, bijvoorbeeld) terecht in de voortstuwing.
Een ruimtelift is ook veiliger. Een raket kan je het beste vergelijken met een enorme chemische bom. Eén lek en er ontstaat een enorme explosie. Als een raket eenmaal is begonnen met branden is er niets meer dat de ontbranding kan stoppen tot de raket uitgebrand is.

Waarom is er dan nog geen ruimtelift?

Er is nu inderdaad een materiaal dat in staat is de vereiste trekkracht te leveren. De investeringskosten zijn hoog, maar naar ruimtevaartbegrippen redelijk: vijf tot tien miljard euro. De kosten van een enkele ruimtetelescoop. Geen onoverkomelijk bedrag om de ruimte definitief mee open te leggen, een schijntje vergeleken met wat het kost om een bank te ‘redden’ of een oorlog.

Hoog boven de aarde hangt dit station, de eindbestemming van de lift

Het voornaamste technische probleem is op dit moment het spinnen van een 38.000 km lange liftkabel. De allerlangste koolstofnanovezels ooit gefabriceerd halen 18 cm. In principe kunnen deze in elkaar gevlochten worden tot een liftkabel, maar door de korte lengte betekent dat een aanzienlijk verlies aan trekkracht. Eerst zal dus een procédé moeten worden ontwikkeld om nanovezels van honderden meters lang of meer te ontwikkelen.
Een tweede probleem is bescherming tegen de dodelijke straling in de Van Allen-gordels, de gebieden waar het aardse magneetveld botst met dat van de zon. In de Van Allen gordels worden geladen deeltjes sterk versneld. Onbeschermd loopt een persoon al in een paar dagen acute stralingsziekte op. Dit is in principe op te lossen met een elektromagnetisch schild.

Japanse plannen

In Japan vallen visionaire ideeën meer in de smaak dan in meer kortzichtige landen zoals die in Europa of de VS. Toen het door de Amerikanen dr. Brad Edwards en Philip Ragan geschreven boek “Leaving the Planet by Space Elevator” in het Japans werd vertaald, kwam het dan ook direct in de Japanse bestsellerlijst terecht. Er is nu een vereniging actief die zich bezig houdt met het voorbereiden van de bouw van een ruimtelift. De Japanse overheid heeft al een intentieverklaring voor de bouw opgesteld.

Is deze luxe kantoor-SUV de toekomst op de weg? Bron/copyright: limousinesworld.com

Onbemande auto’s: de oplossing voor verkeersveiligheid

1 reactie / Ideeën en techniek, Maatschappij / Door admin / 21 december 2010 21 december 2010

Het grootste aantal verkeersongelukken wordt veroorzaakt door menselijke fouten. Wordt het niet tijd de automatische piloot het over te laten nemen?

Dit verkeersongeluk in Kopenhagen is waarschijnlijk veroorzaakt door een menselijke fout. Bron: Wikipedia

De mens, de zwakste schakel in het verkeer
Keer op keer blijkt het uit studies: menselijke fouten, denk aan dronkenschap, inschattingsfouten en gevaarlijk rijgedrag – zijn de voornaamste oorzaak van verkeersongevallen. Ook zorgen menselijke fouten vaak voor haperingen of zelfs files in de verkeersstroom.

Werken onder het rijden en geen boetes meer
Je laten rijden door een onbemande auto lijkt op het eerste gezicht een griezelige ervaring en vragen om ellende. De voordelen zijn echter groot. Bestuurders kunnen voortaan werken tijdens het rijden. Ook zijn boetes voor te snel rijden, of welke verkeersboete dan ook, voortaan verleden tijd als de automatische besturing wordt gekoppeld aan het Galileo-systeem (Europese GPS). Ben je stomdronken? Je auto brengt je veilig thuis.

Boost voor de autoindustrie
Een andere groep die hier sterk mee gaat winnen zijn autofabrikanten. Automobilisten moeten voortaan indruk op elkaar maken met hun mooie auto in plaats van, zoals nu vaak gebeurt, ook met agressief rijgedrag. Dat leidt er waarschijnlijk toe dat automobilisten steeds meer uit gaan geven aan een dure, luxe auto. Nieuwe auto’s zullen dan ook steeds meer gaan lijken op rijdende kantoortjes. Daar komt ook steeds meer ruimte voor als de veel ruimte innemende benzinemotoren worden vervangen door elektromotoren.

Nadelen van het plan
Nadelen zijn er uiteraard ook. Zo hangt het systeem af van het storingsvrij werken van elektronica. Hoe ingewikkelder de elektronica, hoe meer kans op storingen. Als de auto geen zelfstandige kunstmatige intelligentie heeft, wat een belangrijke bron van storingen zou elimineren, zal een koppeling moeten worden gemaakt via een centraal voertuiggeleidingssysteem dat over heel Europa is ingevoerd. Ligt internet of een soortgelijk netwerk er door een storing uit, dan betekent dat dat het verkeer in heel Europa platligt.

Big Brother
De implicaties van een centraal systeem zijn griezelig: de overheid kan als er bijvoorbeeld een verkeersboete openstaat of als je een omstreden uiting op internet hebt gedaan over een bepaald geloof of bepaalde politicus, je auto stilzetten. De overheid kan ook al je gangen nagaan. Privacy bestaat dan niet meer.

Dit plan moet dan ook alleen worden uitgevoerd als de overheid veel transparanter wordt, de controle van burgers op de overheid veel groter is dan nu en veel harder dan nu wordt opgetreden tegen corruptie en machtsmisbruik.