Utilice la potencia adicional para convertir el CO2 atmosférico en hidrocarburos y almacenarlo bajo tierra. Esto ofrece los requisitos de almacenamiento a largo plazo y la facilidad de manejo especificados en la pregunta.

Varias opciones de almacenamiento de energía

• Se sabe que las baterías pierden carga con el tiempo , generalmente algunos años. Esto no es lo suficientemente largo.
• También se sabe que los capacitores se descargan lentamente con el tiempo . Este es un proceso más rápido que con las baterías.
• Los materiales fisionables no se pueden fabricar en cantidades útiles fuera de las supernovas .
• Los materiales de fusión ya son abundantes , por lo que no es necesario almacenarlos.
• La antimateria tiende a chocar contra las cosas y explotar cuando lo hace. Sin mencionar los costos de producción astronómicamente altos.

Beneficios del Almacenamiento de Hidrocarburos

1. El uso del exceso de energía para eliminar el CO2 de la atmósfera reduce el calentamiento global y el cambio climático asociado.
2. Los hidrocarburos pueden almacenarse a profundidades relativamente poco profundas esta vez, mientras que anteriormente solo estaban disponibles a grandes profundidades a principios del siglo XXI. Obtener acceso a ellos nuevamente debería ser muy fácil.
3. La humanidad ya sabe cómo manejar las fuentes de energía de hidrocarburos. A menos que ya haya sido desmantelado, existe una infraestructura considerable disponible para el movimiento y procesamiento de combustibles de hidrocarburos líquidos.
4. Los hidrocarburos son líquidos a temperatura ambiente y se pueden almacenar en recipientes de plástico simples. Son fáciles de mover, almacenar y manipular cuando se siguen las precauciones de seguridad adecuadas.
5. Estos hidrocarburos también pueden proporcionar materia prima a la industria química para la creación de todo tipo de productos.
6. Los hidrocarburos son estables durante millones de años.

Consideraciones:

• Tasa de descomposición: en ausencia de un oxidante o actividad bacteriana, los hidrocarburos no se "descomponen", como lo demuestra la extrema longevidad de los depósitos de petróleo profundo en todo el mundo. El Instituto Nacional de Salud de EE. UU. realizó experimentos en 1976 para determinar las condiciones para la biodegradación de varios combustibles de hidrocarburos. Encontraron aumentos significativos en las bacterias que utilizan hidrocarburos en todas las parcelas de prueba. Los hidrocarburos en el suelo se redujeron entre un 48,5 y un 90%.

• Almacenamiento/manipulación de energía: según la profundidad del almacenamiento, las torres de perforación de petróleo simples pueden extraer los hidrocarburos con capacidades metalúrgicas comparables a las de Europa/América entre 1800 y 1850.

• Extracción de energía: Las máquinas de vapor o la simple combustión atmosférica son suficientes para extraer energía de los hidrocarburos. Calderas o celdas de combustible más avanzadas permiten una extracción de energía más eficiente.

• Eficiencia de la energía devuelta frente a la energía invertida en la creación del almacenamiento: en términos de procesar el CO2 atmosférico en forma líquida y almacenarlo, esos costos de energía no se pueden recuperar del combustible en sí (pero con el superávit masivo descrito en el OP , esta pérdida no es una gran preocupación). Sin embargo, la energía almacenada dentro de los enlaces químicos de los hidrocarburos no se descompone, por lo que los futuros consumidores de energía podrán recuperar toda esa energía.

• Densidad de energía: La densidad de energía de los combustibles de hidrocarburos oscila entre 19,9 MJ/kg para el metanol y ~55 MJ/kg para el gas natural licuado.

Respuesta "Hacer trampa"

Use parte o todo ese exceso de energía para crear las piezas necesarias para este dispositivo de ciencia ficción y almacene esas piezas con los planos de construcción en una bóveda en algún lugar. Si el dispositivo es capaz de generar tanta energía, ¿por qué no almacenar una copia para uso de futuras civilizaciones?

• Tasa de descomposición (pérdida de energía) del método de almacenamiento a lo largo del tiempo: Ninguna, siempre que el dispositivo no sufra daños durante el almacenamiento. Asumiendo escalas de tiempo geológico, un lugar como Yucca Mountain podría almacenar de forma segura todos los componentes del dispositivo de ciencia ficción con bajas probabilidades de daño.

• Información básica sobre cómo se manipula/almacena la electricidad bruta: el dispositivo no almacena tanta energía como la genera más tarde.

• Información básica sobre lo que se requiere para sacar la energía del almacenamiento; Incluya instrucciones sobre cómo operar el dispositivo. Idealmente, el dispositivo solo tiene una salida de alto voltaje y una salida a tierra con un botón grande con la etiqueta "Ir". Idealmente, el dispositivo se autogestiona, por lo que debería "simplemente funcionar".

• Eficiencia de la energía devuelta frente a la energía invertida en la creación del almacenamiento: superior al 100 %, ya que la energía necesaria para fabricar el dispositivo es mucho menor que la energía que el dispositivo generará con el tiempo.

• Densidad de energía en términos de volumen: increíblemente alta pero no infinita

¿Qué tal esto para una idea? Uno de los elementos más comunes en la corteza es el aluminio. Con mucho exceso de energía, podría refinar cantidades masivas de aluminio (¿o tal vez otros metales como el zinc?) Y almacenarlos. Más tarde podrían usarse como metal o para generar energía a través de baterías de aluminio-aire. En general, la electrorefinación de muchos metales podría ser una excelente manera de almacenar energía para uso a largo plazo.

La respuesta simple es: no hay ninguna forma con la tecnología actual. Almacenar energía no es un problema simple.

Puede hacer algo de almacenamiento por bombeo, por ejemplo, moviendo agua desde un lago en la parte inferior de la colina hasta la cima de la colina. Hacer correr el agua de regreso a través de una turbina genera electricidad nuevamente. Sin embargo, eso no tiene sentido para el almacenamiento a largo plazo, solo espere y la lluvia llenará el depósito superior.

Podría dividir el agua en hidrógeno y oxígeno y luego almacenar el hidrógeno resultante. Esa sería una fuente de energía bastante densa y podrías crear cámaras selladas bajo tierra y simplemente llenarlas con hidrógeno presurizado. Sin embargo, el hidrógeno es un pequeño retoño resbaladizo y tenderá a escapar, por lo que lo más probable es que necesites rellenar los tanques de vez en cuando. Para hacer esto más fácil, podría intentar generar hidrocarburos en lugar de hidrógeno. ¡Esencialmente, comienzas a crear petróleo y lo bombeas de regreso a la corteza terrestre!

Este artículo describe algunas técnicas que se están probando; en particular, consulte la sección sobre exactamente esta idea. Planean usar electrólisis para crear hidrógeno y metano y luego almacenarlo en cavernas.

También están analizando el almacenamiento de energía de aire comprimido y la energía hidráulica bombeada en ese artículo, ninguno de los cuales es realmente ideal para el almacenamiento a largo plazo.

Hay una lista bastante larga de métodos de almacenamiento en Wikipedia .

Simplemente escaneando la lista, puede ver que ninguna de estas técnicas es realmente adecuada para el almacenamiento a largo plazo, excepto para generar hidrocarburos o hidrógeno y almacenarlo bajo tierra.

Volantes

El método ^{[ 3 ]} :

• Generar electricidad normalmente.
• Usa la electricidad para acelerar un volante a velocidades muy altas.
• Captura la energía cinética del volante cuando sea necesario.

Los beneficios

• Esencialmente no se requiere mantenimiento. ^{[ 1 ]}
• El volante no puede descomponerse como lo hacen los productos químicos en las baterías. Si bien eventualmente girará hacia abajo debido a la fricción, las escalas de tiempo de la pérdida significativa de energía son tremendamente largas. ^{[ 1 ]}
• Los volantes pueden funcionar en entornos en los que los aparatos químicamente dependientes (p. ej., baterías) no pueden. ^{[ 1 ]}
• Los volantes se pueden girar hacia arriba y hacia abajo muy rápidamente. ^{[ 2 ]}
• Las eficiencias pueden ser superiores al 95%. ^{[ 3 ]}
• Los volantes tienen una densidad de potencia enorme, por lo que puede almacenar más energía en la misma cantidad de espacio. Esto también significa que se pueden transportar fácilmente en cualquier cantidad que sea necesaria. ^{[ 3 ]}
• Los volantes son increíblemente seguros y no contienen materiales peligrosos como las baterías. ^{[ 3 ]}
• Una vez que los volantes están "descargados", pueden "recargarse".

Aquí hay un desglose de un volante típico:

Ha habido algunos comentarios sobre los volantes que se están agotando. Mi respuesta es que todas las formas de almacenamiento de energía pierden energía con el tiempo de alguna manera. Los productos químicos en las baterías pueden descargarse automáticamente, por ejemplo. No existe el almacenamiento de energía 100% eficiente durante largos períodos de tiempo.

Construir paneles solares... en el ESPACIO

Bueno, cuando lo piensas, no importa qué recursos usemos aquí en la Tierra,$\Large\textit{there is this giant}$ $\Large\textit{supersized storage place and}$ $\Large\textit{power station}$(una gran nube de hidrógeno que parece haberse incendiado a la que llamamos Sol) a unos minutos de distancia en el centro de nuestro sistema.

Piénsalo. El consumo promedio de toda la humanidad es de aproximadamente 16 TW (en 2010), mientras que el Sol brilla aproximadamente 174 000 TW solo en la Tierra y aproximadamente 3 846 000 000 000 000 TW más en el espacio vacío cada segundo . Esa es una cantidad inimaginable de energía, y prácticamente cada julio se desperdicia cada segundo.

Entonces, lo mejor que podría hacer por las generaciones futuras es comenzar a crear una gran nube de paneles solares en constante expansión alrededor del sol, y usar ese excedente para impulsar una industria espacial para construir más y más tecnología de captura solar.

La tecnología para crear paneles solares ya está con nosotros . Las tecnologías para minar el cinturón de asteroides (para materias primas, para ahorrarnos el dolor de los lanzamientos espaciales) están siendo desarrolladas actualmente por empresas privadas en el mundo occidental. Técnicamente, no hay nada que nos impida desplegar una matriz solar masiva en el espacio, aparte de los costos iniciales de lanzamiento y la voluntad política para hacerlo.

La energía solar basada en el espacio tiene numerosas ventajas sobre la energía solar regular. No ocupa ningún ecosistema valioso de las áreas silvestres naturales. No sufre de suministro intermitente debido a la noche o el clima. No se llena de polvo, en su mayor parte. La energía se puede transmitir de forma inalámbrica ( y lo ha sido durante décadas ), por lo que con algunas modificaciones también podría transmitirse desde el espacio.

Una vez que se construya la nube de paneles solares 'Dyson', almacene antimateria

Ahora existen considerables dificultades tecnológicas con la producción y el almacenamiento de antimateria, pero si las tecnologías para la producción y el almacenamiento pueden miniaturizarse y hacerse significativamente más eficientes (en este momento estamos produciendo antimateria al romper haces atómicos, un poco como tratar de producir gasolina por disparando un cañón a una cámara de metano), podría ser la forma de almacenamiento de energía más eficiente en términos de volumen y relación de conversión que conocemos en términos de masa de reacción de la nave espacial. Además, el proceso de construcción para el revestimiento solar tomará de manera realista algunos millones de años, por lo que da tiempo suficiente para que la ciencia avance y se diseñen mejores dispositivos de confinamiento magnético.

Una vez que se construye la esfera Dyson, puede almacenar su exceso de energía como antimateria en campos de contención, volantes colosales, lo que sea. Pero nuestros descendientes tendrán millones de veces más poder que nosotros antes que ellos. De hecho, es irresponsable no hacerlo. Es la única forma en que podríamos tener suficiente energía para salir del sistema solar si decidimos que ya no nos gusta aquí, o si el sol (dentro de miles de millones de años) se oscurece.

Almacenar esta energía en el espacio te evitará tener que llevar este espacio TO contigo. El dicho dice que una vez que estás fuera del pozo de gravedad de la Tierra, estás hablando energéticamente a medio camino de cualquier lugar del sistema solar.

Además, el ejercicio de construir este proyecto espacial masivo le dará a la humanidad la práctica necesaria para construir hábitats espaciales y vehículos espaciales robustos, algo que nuevamente solo puedes aprender estando en el espacio, no ahorrando cada pequeño vatio en la Tierra.

Responder a esta pregunta es problemático. Está etiquetado como "ciencia dura", pero le preocupa que el Sol "se apague sin destruir la Tierra" y quiere hacer esto con "tecnología actual" pero para "almacenamiento a muy largo plazo". Las posibles escalas de tiempo y energía son tremendamente divergentes. Se supone que debe usar la tecnología actual y la ciencia dura, lo que sugiere algunas décadas, pero les preocupa que el Sol se apague... lo que no sucederá hasta dentro de miles de millones de años . ¿De qué escala de tiempo estamos hablando? ¿Algunas décadas o unos pocos miles de millones de años?

Si la escala de tiempo es de miles de millones de años, el problema ya está resuelto. La energía gravitacional inicial del sistema solar se almacena en una gran bola de hidrógeno en el centro del sistema solar y se libera lentamente a través de la fusión nuclear. Misión cumplida.

¿Qué tal a corto plazo? ¿Cuánta energía quieres almacenar? Nuestro almacenamiento de energía a granel actual puede manejar alrededor de 10 ^ 11 vatios y el mundo usa alrededor de 10 ^ 16 vatios . Para almacenar una cantidad significativa de energía tenemos que alcanzar cinco órdenes de magnitud . Eso es mucho. ¿Qué haría falta?

El almacenamiento por bombeo es el sistema de almacenamiento de energía a largo plazo más eficiente que tenemos disponible. Básicamente, estás almacenando energía gravitacional elevando el agua a una cuenca alta. ¿Cuánto necesitaríamos para almacenar la producción de energía de un año? 10^16 vatios son 10^16 julios/segundo. Hay alrededor de 10 ^ 7 segundos en un año... 10 ^ 23 julios. Un julio son 100 gramos elevados un metro. Una de las mayores instalaciones existentes eleva el agua 380m , tomemos un promedio de unos 100m. Un Joule es 1 gramo elevado 100 metros.

Para almacenar 10 ^ 23 julios, el suministro de un año, a 100 metros e ignorando la pérdida de eficiencia (es muy eficiente, alrededor del 80 %) necesitaríamos 10 ^ 23 gramos. Hay alrededor de 10 ^ 24 gramos de agua dulce que fluye en la Tierra (es decir, ríos) y necesitaríamos el 10% de ella. Eso es mucho, y eso es solo por el valor de un año de nuestro consumo de energía actual.

Podría usar agua de mar, pero eso aumentaría los costos de construcción y reduciría considerablemente la eficiencia ya que los lugares cercanos al mar tienden a no estar muy altos sobre el nivel del mar. Podría intentar usar algo más denso, pero tendría que bombearse fácilmente.

El plan de almacenamiento tiene problemas, y solo evita lo inevitable... ¡Pico de luz solar!

La Tierra recibe unos 10^17 Watts del Sol . Ya estamos usando el 10% de eso y la demanda mundial de energía se duplica cada 40 años . Si se mantienen las tendencias actuales, en unas pocas generaciones estaremos utilizando más energía de la que recibimos del Sol. Solo hay una solución a largo plazo...

Conviértete en una Civilización Tipo II

En lugar de preocuparnos por almacenar energía , que es difícil para las energías y escalas de tiempo involucradas, dejemos de desperdiciar tanto . El Sol produce la friolera de 10 ^ 26 vatios y la Tierra solo obtiene una milmillonésima parte de eso. ¡Que desperdicio! ¿Por qué preocuparse por esconder las sobras debajo del colchón cuando podríamos juntar mil millones de veces más ? En lugar de almacenar la escasa cantidad de energía que tenemos, esconderla debajo del colchón, ¡utilicemos esa energía para reunir más! ¡Invertir! ¡Haz el pastel más alto ! Conviértase en una Civilización Tipo II que recopile toda la energía del Sol, o tanta como sea factible.

Use energía para construir y poner satélites en órbita solar para recoger la radiación solar y enviarla de regreso a la Tierra, formando finalmente una burbuja Dyson (las esferas Dyson son difíciles de construir e inestables). Hagamos algunos cálculos rápidos.

Ahora, ¿qué tan rápido podemos construir esta esfera? Digamos que podemos construir y lanzar satélites a una tasa que es un porcentaje de nuestra potencia total. ¿Necesitas más materiales? ¡Usa un poco de poder para agarrar un asteroide! Esto es básicamente invertir en más generadores de energía. Nos beneficiaremos del poder del interés compuesto, ¡más satélites significa más poder significa más satélites!

Nuestro principal es la energía recibida por la Tierra y la "tasa de interés" es cuán eficientes somos en el lanzamiento de satélites. Asumiré que nos volvemos muy buenos construyendo y lanzando satélites, así que prácticamente lo hacemos todo el tiempo, así que podemos usar la fórmula de interés compuesto continuo .

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

Trazarlo en Wolfram Alpha muestra que con un modesto aumento anual del 1% en la producción de energía significa que en 240 años estaremos produciendo 10 veces más energía de la que la Tierra recibe actualmente con una producción de energía en una curva exponencial hacia una civilización Tipo II en menos de 10,000 años.

No se requiere ciencia nueva, solo mucha ingeniería práctica más la voluntad y el tiempo para hacerlo. Los paneles solares, las velas solares, los motores iónicos, la extracción de asteroides, los tractores de gravedad, la transmisión de energía por microondas y láser... todas estas son tecnologías actuales oa corto plazo.

Para responder a su pregunta, planifiquemos el objetivo final. Queremos poder construir naves espaciales que nos permitan evacuar el planeta cuando el vecindario actual se vuelva indeseable.

La única tecnología de elevación verdaderamente pesada que actualmente sabemos cómo diseñar (al menos a grandes rasgos) es una nave espacial pulsada de Orión . Un impulsor de Orion pulsado funcionaría haciendo explotar bombas de fisión o fusión debajo de una placa de empuje y es capaz de poner en órbita naves del tamaño de una ciudad. Necesitas alrededor de 800 bombas para la órbita terrestre baja, así que seamos conservadores y digamos 2500 bombas para lanzar una nave colonial a Alpha Centauri. El diseño más grande realizado en el trabajo de diseño original de Orion levantaría 8 millones de toneladas, aunque consideraron diseños más grandes, no desarrollaron los detalles. Unas 20.000 naves súper Orión de este tipo tendrían la escala adecuada para evacuar la tierra. Entonces necesitas alrededor de 5 millones de bombas.

El plutonio 239 tiene una masa crítica de 11 kg, por lo que necesita 55 millones de kg de P-239. La vida media de P-239 es de solo 24,000 mil años, por lo que en realidad necesita almacenar U-238 que luego puede reproducir en P-239 cuando finalmente lo necesite.

Entonces, lo que realmente necesitas son 55 millones de kg de U-238. Los recursos recuperables mundiales de uranio se estiman en más de 5 millones de toneladas. No necesitamos almacenar uranio para las generaciones futuras. Si tenemos energía adicional, podemos usarla para mejorar las condiciones de los habitantes actuales sin preocuparnos por las necesidades futuras de escapar de la tierra.

Si en el fondo solo eres un preparador, sigue adelante, refina y almacena el uranio. Sin embargo, si realmente quiere planificar con anticipación, construya un gran ascensor espacial y comience a mover a la población al espacio, más recursos de los que estarán disponibles cuando limitemos nuestros recursos solo a este planeta.

De hecho, almacenar energía para que las generaciones futuras abandonen la tierra es una pérdida de tiempo.

Ahora, digamos que sabemos que la gente consumirá uranio mientras tanto, por lo que necesitamos crear uranio a gran escala utilizando nuestro excedente de energía; no sé por qué, ya que obtenemos toda nuestra energía de las energías renovables. ¿Es posible tal cosa? Sí, podemos transmutar elementos más livianos en uranio mediante el uso de aceleradores de partículas y la captura de protones y/o neutrones. Si captura el exceso de neutrones, los átomos convertirán los neutrones en protones a través de la descomposición beta. La captura de neutrones es mucho más fácil ya que no tienes que superar la repulsión electrostática del protón y el núcleo atómico.

El torio es el elemento común más fácil de convertir en uranio, ya que tiene la masa más cercana. Hay aproximadamente 4 veces más torio disponible que uranio.

Todavía quiere más uranio, el plomo es el único otro elemento fuente razonable para la reproducción de uranio que es más común que el uranio y el torio, además de estar algo cerca de la masa del uranio. Pero probablemente haya menos del doble de plomo que de torio en la corteza y es mucho más difícil de convertir en uranio.

En realidad, hay mucho más uranio disponible si está dispuesto a trabajar más duro para conseguirlo. La extracción de uranio probada depende de la viabilidad económica actual: si está dispuesto a pagar un costo más alto, podría extraer mucho más, lo mismo ocurre con el torio y el plomo. Si te desesperas, incluso podrías extraer uranio y torio de la Luna y Marte, así como los asteroides.

Alguien mencionó el almacenamiento de hidrocarburos. Esto me recuerda una cita de Feynman de su maravillosa descripción del Fuego :

... la luz y el calor que sale [de la madera quemada] es la luz y el calor del sol que entró, así que es una especie de sol almacenado que sale cuando quemas un tronco.

Si lo piensas bien, la madera es simplemente luz solar almacenada, literalmente energía almacenada. Madera las siguientes ventajas:

• La madera requiere muy poco esfuerzo para hacer fuego. Hemos tenido la tecnología para recolectar energía de la madera desde los albores de la civilización. Podría decirse que todo lo que se necesita para extraer el fuego de la madera es el conocimiento: una varilla/clavija de madera para generar calor y polvo de madera para capturar las brasas.

• Es extremadamente divisible. Es madera después de todo.

• Es bastante barato. Si se deja solo, literalmente crea más de sí mismo.

Hay una desventaja principal: el almacenamiento. La madera es bastante ineficiente cuando se trata de densidad de energía. Sin embargo, la madera se puede convertir a formas líquidas para el almacenamiento: ya sea alcohol o gas licuado de madera (básicamente metano). Ambos son comparables al petróleo cuando se trata de densidad de energía. Almacenar grandes cantidades de cualquiera de ellos daría a las generaciones futuras el mismo tipo de economía energética que tenemos hoy con el petróleo.

Para almacenar dichos hidrocarburos (incluso madera), el almacenamiento final sería enterrarlos profundamente bajo tierra: tendría un espacio de almacenamiento prácticamente ilimitado. Las generaciones futuras solo necesitarían extraerlos de la forma en que extraemos petróleo y carbón.

Por supuesto, para la madera todo lo que necesita hacer para el almacenamiento es mantener los bosques. Los bosques no son el almacenamiento definitivo, ya que ocupan mucho espacio, pero son útiles como una forma de energía de fácil acceso. La energía almacenada en los bosques debería ser más que suficiente para ser utilizada para extraer las formas de energía de alta densidad almacenadas.

Los hidrocarburos tienen una ventaja secundaria: el plástico. Si no se utilizan como fuente de energía, se pueden utilizar para fabricar plásticos que darán a las generaciones futuras el mismo impulso económico que tuvimos cuando descubrimos el plástico.

En cuanto al uso de dicha energía para la exploración espacial, tanto el alcohol como el metano son combustibles viables para cohetes. Además, con suficiente conocimiento de ingeniería química, cualquier combustible puede usarse para generar electricidad para impulsar plantas químicas para producir oxidantes y combustibles para cohetes más avanzados.

Por lo tanto, propondría la siguiente estrategia:

1. Planta más árboles y deja de destruir los bosques: los bosques son el último recurso futuro para las generaciones futuras.

2. Cultive bosques para convertir un porcentaje del número total de árboles en nuestro planeta en almacenamiento de energía de alta densidad: alcohol o metano (o si realmente queremos impulsarlo, incluso diesel).

3. Almacene el combustible producido en tres etapas: la mayor parte simplemente se enterraría o se bombearía a las minas para que las generaciones futuras puedan, a su vez, extraerlos de la forma en que extraemos petróleo, una gran cantidad se almacenaría en tanques en ubicaciones remotas o se enterraría bajo tierra y, por último, mantener el resto como árboles vivos en los bosques.

Problemas potenciales:

Si bien a primera vista esto parece ideal para resolver tanto el almacenamiento de energía a largo plazo como el calentamiento global, hacerlo a gran escala puede tener consecuencias negativas imprevistas.

En primer lugar, el carbono, como cualquier otra cosa en nuestro planeta, es un recurso limitado. Así como hay un límite para la cantidad de petróleo que podemos extraer del suelo, también hay un límite para la cantidad de carbono que podemos extraer de la atmósfera (que es lo que hace plantar árboles). Aunque técnicamente, ese límite es probablemente mucho más alto que el límite que tenemos con el petróleo. Como mínimo, podemos extraer la misma cantidad de carbono que lanzamos a la atmósfera quemando petróleo.

En segundo lugar, no sé qué pasaría si empezáramos a secuestrar carbono más allá de lo que es natural. Así como la liberación de carbono a la atmósfera más allá de los niveles naturales tiene un impacto significativo en el medio ambiente, también lo tiene la eliminación de carbono de la atmósfera.

Creo que en sus límites, si alguna vez lo alcanzamos, tendríamos que comenzar a administrar el balance de carbono en lugar de simplemente quemarlo como lo hacemos hoy o almacenarlo según el plan que describí anteriormente. Es difícil imaginar que alguna vez alcanzaríamos esta escala de industrialización. Pero no es raro que los universos de ciencia ficción tengan industrias lo suficientemente grandes como para que esto sea un problema.

Piense en términos más amplios... piense no solo en "cómo podemos almacenar energía", sino también en "¿para qué querrían usar la energía?".

• Agua dulce. La desalinización requiere energía. El agua dulce se puede almacenar indefinidamente.

• Fertilizantes. Hacerlos requiere energía. Estos se pueden almacenar fácilmente.

• Metales y otros materiales base. Romper y refinar metales requiere mucha energía. Rómpelos ahora y guárdalos como lingotes. Lo mismo para otros materiales que usamos en nuestra vida diaria.

• Hidrógeno. Se puede utilizar en pilas de combustible para electricidad, para calor, para combustión. Crear por electro-hidrolización de agua de mar, que requiere energía.

...Y la lista continúa. Así que, de nuevo, piense en términos más amplios, no solo en términos de almacenamiento de energía bruta, sino también en términos de para qué estamos usando la energía y cuáles de esos productos son almacenables.

Una nota rápida sobre el almacenamiento de hidrocarburos: mala idea . Y cualquiera que no pueda entender por qué es una mala idea debería estar completamente avergonzado de sí mismo por perderse todo el problema climático. No repitamos el error de la naturaleza al, una vez más, poner las reservas de hidrocarburos a disposición de los humanos para su uso.

Almacene energía almacenando el manual de "cómo hacerlo".

Sé que esta no es una respuesta popular, pero tal vez su libro, su video o su forma documentada de usar su fantástica fuente de energía. GUARDA tu información de forma poderosa para que cualquiera pueda usarla en cualquier momento.

Entonces, con la tecnología actual, la mejor manera de almacenar energía para las generaciones futuras no es ponerla en una batería (o lo que sea) sino ponerla en conocimiento sobre cómo recargar la batería .

Completaste tu tarea con lápiz y papel (más o menos). buena q

plasticos ,

apropiarse de una frase famosa de una película.

Mire el combustible fósil: Lignum fue creado pero nada podía comerlo . Fue el vaso de plástico no biodegradable de su época, y se acumuló durante 50 millones de años. Grandes cantidades fueron enterradas y absorbidas por procesos geológicos, para convertirse en vetas de carbón. Cuando los hongos finalmente desarrollaron una forma de comerlo, los lechos de carbón ya estaban procesados ​​por calor puro en carbono casi puro y también fuera de su alcance.

Así están nuestros vertederos hoy. Los vasos de plástico y demás no son comidos por procesos de descomposición, y no lo serán por miles, si no millones de años. Ya estamos enterrando las cosas. En 200 a 500 millones de años será carbón y estará bajo tierra.

Batería de sal fundida de Donald Sadoway.

Donald Sadoway diseñó y ayudó en la construcción de prototipos de un tipo de batería para almacenamiento de energía a gran escala a base de minerales baratos fundidos.

La estructura, como se describe en TEDTalk El eslabón perdido de la anergía renovable es la siguiente:

Metal líquido de baja densidad (Magnesio)

Sal fundida

Metal líquido de alta densidad (antimonio)

Investigaciones posteriores han introducido el uso de otros metales. Un inconveniente conocido del diseño es que se basa en la estabilidad de la estructura para permitir que se mantengan las capas de líquido. Un movimiento repentino y fuerte de las baterías puede provocar un cortocircuito. Esto significa que un terremoto podría descargar las baterías, o algo peor.

La explicación de Donald Sadoway :

Para producir corriente, el magnesio pierde dos electrones para convertirse en iones de magnesio que luego migra a través del electrolito y acepta dos electrones del antimonio y luego se mezcla con él para formar una aleación.

Los electrones se ponen a trabajar en el mundo real (...) alimentando nuestros dispositivos.

Ahora, para cargar la batería conectamos una fuente de electricidad -podría ser algo así como un parque eólico- y allí invertimos la corriente. Y esto obliga al Magnesio a desalearse y volver al electrodo superior restaurando la constitución inicial de la batería.

Y el paso de corriente entre los electrodos genera suficiente calor para mantenerla a temperatura.

(...)

Apilando estas (baterías) en módulos, agregando los módulos en una batería gigante que cabe en un contenedor de envío de 40 pies para su colocación en el campo. Y esto tiene (...) una capacidad de 2 MWh (...) esa es energía suficiente para satisfacer las necesidades eléctricas diarias de 2000 hogares estadounidenses.

De la revisión Baterías de metal líquido: pasado, presente y futuro

aún se mantiene la demostración de las baterías de metal líquido de larga duración; sin embargo, en base a sistemas electroquímicos industriales de tres capas líquidas similares, como la celda de Hoopes, se podría esperar que sean posibles vidas operativas continuas de más de 20 años.

Puede crear "plantas hidroeléctricas sentadas". La idea es tener depósitos de agua a gran altura con un sistema conectado para permitir el flujo lento de agua hacia abajo gracias a la gravedad, abiertos en caso de necesidad. El agua fluiría a través de tuberías que conducen agua a través de turbinas para generar electricidad. Así que esto es tanto una fuente de electricidad como de agua.

Recarga significa bombear agua. Y se puede hacer a un ritmo lento con el tiempo. Esto sirve como almacenamiento a largo plazo (requisito 1) y es relativamente fácil de usar (requisito 2). Aunque es grande (en su defecto req 3) y no es divisible (en su defecto req 4). El costo de la estructura puede disminuir si se encuentra una buena ubicación (requisito 5).

La descomposición ocurre debido al deterioro del material que retiene el agua. Si hay fugas, el agua se perderá con el tiempo. Tal vez sea posible permitir que el agua de lluvia entre naturalmente, pero se debe tener cuidado de no permitir que el agua se evapore fuera del recipiente.

Por supuesto, un inconveniente obvio es que está sacando agua de la circulación. Si el tratamiento del agua mejora, es un problema menor, pero aún así es un costo adicional a considerar.

Editar: acabo de notar que esta solución fue eliminada por otra respuesta .

Advertencia: Esto podría considerarse una respuesta a una pregunta diferente. Estoy al tanto.

Se ha sugerido almacenar generadores en lugar de almacenar energía. También he explorado la idea de almacenar energía potencial , es decir, mover cosas hacia arriba.

Es posible crear generadores simples que funcionen colocándolos en un lugar relativamente alto (como una rama de un árbol) y colocándoles un peso. El generador permitiría que el peso cayera lentamente, utilizando el movimiento para generar electricidad.

Este método no almacenaría energía ni generaría grandes cantidades. Pero los generadores de este tipo podrían fabricarse en masa. Por supuesto, los generadores se degradarían con el uso, pero es posible elegir materiales que permitan que la máquina dure siglos si se almacena correctamente (por ejemplo, en una bóveda).

Esta solución puede pasar todos los requisitos:

• Requisito 1: Puede almacenarse durante mucho tiempo, utilizando materiales de degradación lenta y condiciones de almacenamiento adecuadas.
• Requisito 2: Es fácil de usar, todo lo que requiere es cargar una pesa y tendría algo de salida de energía para conectar un dispositivo eléctrico.
• Requisito 3: es muy pequeño; podría tener algunos en la mochila. Se puede transportar a donde se necesite.
• Requisito 4: No se puede dividir per se. Pero la solución es un montón de dispositivos pequeños, distribúyalos según sea necesario.
• Requisito 5: Cada unidad es barata, aunque será un costo considerable a gran escala... pero no hay necesidad de hacer una sola inversión, pueden crear unas miles de unidades por mes de un largo período de tiempo.

se espera que las máquinas se dañen después de meses (hasta algunos años) de uso.

Y fallan en responder a la pregunta: No es almacenamiento de energía.

Para una versión moderna de la vida real de una solución similar, aunque no para el mismo problema, vea GarvityLight . Debería ser posible una solución para aumentar la durabilidad.

Probablemente esto esté exagerando la etiqueta de la ciencia dura, pero si pudiera sintetizar elementos pesados ​​(uranio y plutonio), podría fabricar combustible para reactores nucleares.

Algunos de esos isótopos tienen una vida extremadamente larga y la densidad de energía es tremenda.

El problema es que probablemente será complicado producir el combustible, y para obtener la energía hay que operar una central nuclear.

El mejor regalo que podemos dar a la prosperidad, en lo que respecta a sus necesidades energéticas, es desarrollar formas de vivir vidas prósperas que consuman incluso menos energía, es decir, hacer que las cosas sean más eficientes desde el punto de vista energético.

En lo que respecta al almacenamiento, convertir el CO2 atmosférico en terrones de carbono es una solución que solo requiere el conocimiento para hacerlo. El carbono elemental no se pudre (AFAWK) y no se daña con nada más que el fuego. Hace ladrillos con el material y los coloca en un lugar apartado, en cantidades lo suficientemente pequeñas como para que un solo incendio no agote demasiado el suministro.

Esta es mi fuente: http://www.rochester.edu/news/show.php?id=2154 https://www.extremetech.com/extreme/190555-this-nuclear-battery-could-power-your- smartphone-para-siempre-siempre-que-no-valores-tu-vida-o-la-cuenta-de-espermatozoides-demasiado-altamente

BATERIAS BETAVOLTAICAS

De manera similar a la forma en que funcionan los paneles solares al capturar fotones del sol y convertirlos en corriente, la ciencia de la betavoltaica usa silicio para capturar electrones emitidos por un gas radiactivo, como el tritio, para formar una corriente. A medida que los electrones golpean un par especial de capas llamadas "unión pn", se produce una corriente. Lo que frena a estas baterías es el hecho de que se genera muy poca corriente, mucho menos que una celda solar convencional. Parte del problema es que a medida que las partículas en el gas tritio se descomponen, la mitad de ellas salen disparadas en una dirección que no alcanza al silicio por completo. Es análogo a los rayos del sol que caen sobre el suelo, pero la mayoría de los rayos son emitidos por el sol en todas las direcciones excepto en la Tierra. Los investigadores decidieron que para captar más de la descomposición radiactiva,

Entonces, en teoría, podría almacenar energía durante el tiempo que dure la desintegración total de un elemento radiactivo, a un bajo costo, así que solo obtenga algo que tenga una vida media de unos pocos millones de años y estará bien.

Para ampliar lo que mencionó Serban Tenasa: construir generadores. En lugar de almacenar energía, almacena los medios para producir energía.