Nanotehnologija 5. - Nanotehnološke aplikacije (Energija)

Najbolj napredni nano projekti, ki se povezujejo z energijo so shranjevanje in pretvorba energije, hranjenje energije kot boljša termična izolacija in povečanje obnovljivih virov.

Zmanjšanje energijske potrošnje

Zmanjšanje energije se lahko doseže z boljšimi izolacijskimi sistemi, z uporabo osvetljave, ki energijo bolje izkoristi, ter z uporabo lažjih in močnejših materialov (predvsem v sektorju prevoza). Današnje žarnice spremenijo le okoli 5% energije, ki jo dobijo, v svetlobo. Napredki v nanotehnologiji, kot so svetlobno-oddajne diode (LED) ali pa kvantni zaprti atomi, bi lahko vodili do močnega povečanja izkoristka energije.

Povečanje zmogljivosti energijske produkcije

Današnje najboljše solarne celice imajo plasti dveh različnih polprevodnikov skupaj, da bi absorbirale čim več energije na čim več nivojih (različna valovna dolžina). Ampak, še vseeno jim uspe prevesti maksimalno le okoli 30% energije v nam uporabno. Na trgu dosegljive solarne celice imajo mnogo manjši izkoristek (okoli 20%). Nanotehnologija bi lahko pomagala povečati zmogljivost teh solarnih celic s posebnimi nanomateriali. Zmogljivost izgorevanja motorjev ni večja od 15-20% sedaj, ampak nanotehnologija bi lahko pomagala povečati zmogljivost s tem, da bi naredila posebno katalizo s povečano površino objekta. Znanstveniki so trenutno razvili tetraedrično oblikovane nanodelce, ki se takoj spremenijo v solarne zbiralce, ko pridejo na površje.

Uporaba okolju bolj prijaznih energetskih sistemov

Primer okolju prijazne oblike energije je uporaba gorivnih celic, ki jih napaja vodik, ta pa je idealno pridelan z obnovljivo energijo. Verjetno so najbolj izrazit nanomaterial v gorilnih celicah katalitski karbonsko podporni železni delci s premerom okoli 1-5 nm. Primerni materiali za hranjenje vodika vsebujejo veliko število nanopor. Zato veliko nanomaterialov kot so nanocevke in zeoliti pospešeno raziskujejo. Na sliki je prototip solarnega avtomobila (avtomobila na sončno energijo).

Nanotehnologija lahko prispeva k nadaljnjemu zmanjšanju motorjev na izgorevanje, ki onesnažujejo okolje, z nanofiltri, ki lahko čistijo izpuh mehanično s katalitično pretvorbo na osnovi železnih nanodelcev ali s katalitičnim premazom na stenah cilindra in katalitičnimi delci kot dodatek gorivom.

Recikliranje baterij

Zaradi relativno majhne teže baterij je operacijski čas omejen, tako da je potrebna zamenjava ali polnjenje. Preveliko število uporabljenih baterij in akumulatorjev predstavlja velik problem. Uporaba baterij z večjim izkoristkom in večjo vsebino energije bi lahko ta problem zmanjšala. V prihodnosti se nam obetajo superkondenzatorji energije.