ఫ్యూజన్ టెక్ భూఉష్ణ శక్తి కోసం అప్లికేషన్‌లను కనుగొంటుంది

భూమి యొక్క క్రస్ట్ యొక్క టాప్ 10 కిలోమీటర్లలో విస్తారమైన భూఉష్ణ నిల్వలు ఉన్నాయి, ముఖ్యంగా మానవ శక్తి వినియోగం దాని ఉదారమైన విద్యుత్ ఉత్పత్తిని నొక్కడం ప్రారంభించడానికి వేచి ఉంది, కానీ అది గ్రీన్హౌస్ వాయువులను ఉత్పత్తి చేయదు. అయితే, భూఉష్ణ వనరులు ప్రస్తుతం ప్రపంచంలోని 1% విద్యుత్‌లో మూడింట మూడు వంతులు మాత్రమే ఉత్పత్తి చేస్తున్నాయి. భూమి యొక్క ఉపరితలం క్రింద తీవ్రమైన వేడిని యాక్సెస్ చేయడానికి తగినంత లోతుగా రంధ్రాలు వేయడం యొక్క అసాధారణ సవాళ్లతో ఈ ఆశాజనక శక్తి వనరు చాలా కాలంగా పరిమితం చేయబడింది.

ఇప్పుడు, MIT స్పిన్‌ఆఫ్ కంపెనీ ఒక వినూత్న సాంకేతికతతో ఒక పరిష్కారాన్ని కనుగొన్నట్లు ప్రకటించింది, ఇది డ్రిల్లింగ్ యొక్క ఖర్చు మరియు షెడ్యూల్‌ను నమ్మశక్యం కాని లోతులకు నాటకీయంగా తగ్గించగలదు. కేంబ్రిడ్జ్, మాస్-ఆధారిత క్వాయిస్ ఎనర్జీ రాక్‌ను ఆవిరి చేయడానికి శక్తివంతమైన మైక్రోవేవ్‌లను ఉపయోగించే గైరోటాన్ డ్రిల్స్ అని పిలవబడే వాటిని అమలు చేయాలని యోచిస్తోంది.

“ఐస్‌ల్యాండ్ వంటి ప్రదేశాల వెలుపల భూఉష్ణ శక్తి ఉపయోగించబడాలంటే, అది మరింత లోతుగా మరియు వేడిగా వెళ్లాలి.” -కార్లోస్ అరకే, క్వాయిస్ ఎనర్జీ

మిల్లీమీటర్-పొడవైన విద్యుదయస్కాంత తరంగాలను ఉత్పత్తి చేయడానికి గైరోట్రాన్‌లు అధిక-పవర్ లీనియర్ బీమ్ వాక్యూమ్ ట్యూబ్‌లను ఉపయోగిస్తాయి. 1960లలో సోవియట్ శాస్త్రవేత్తలు కనుగొన్నారు, ప్లాస్మాను వేడి చేయడానికి మరియు నియంత్రించడానికి ఫ్యూజన్ పరిశోధన ప్రయోగాలలో గైరోటాన్‌లను ఉపయోగిస్తారు. క్విజ్ ఇంక్. జపాన్‌కు చెందిన మిత్సుబిషి మోటార్స్‌తో సహా పెట్టుబడిదారుల నుండి $95 మిలియన్లను సేకరించి, మునుపెన్నడూ లేనంతగా, త్వరగా మరియు సమర్ధవంతంగా 20 కిలోమీటర్ల లోతుగా, భూమి యొక్క కోర్కి దగ్గరగా డ్రిల్ చేయడానికి వీలు కల్పించే సాంకేతికతను అభివృద్ధి చేసింది.

క్వాయిస్ ఎనర్జీ ప్రోటోటైప్ పోర్టబుల్ గైరోట్రాన్‌ను అభివృద్ధి చేసింది మరియు ఈ ఏడాది చివర్లో క్షేత్ర పరీక్షలను నిర్వహించాలని యోచిస్తోంది.పాక్షిక-శక్తి

“సూపర్‌క్రిటికల్ జియోథర్మల్ పవర్ శిలాజ ఇంధనాలను స్థానభ్రంశం చేయగల సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉంది మరియు చివరికి కార్బన్ రహిత బేస్‌లోడ్ శక్తికి శక్తి పరివర్తనకు మార్గాన్ని అందిస్తుంది” అని చమురు మరియు గ్యాస్ పరిశ్రమలో మాజీ సాంకేతిక డైరెక్టర్ అయిన క్విస్ CEO కార్లోస్ అరకే అన్నారు. ఇంజిన్ యాక్సిలరేటర్ అనేది ప్రపంచాన్ని మార్చే సాంకేతికతలను వాణిజ్యీకరించడానికి MIT యొక్క వేదిక. “ఐస్‌ల్యాండ్ వంటి ప్రదేశాల వెలుపల భూఉష్ణ శక్తి ఉపయోగించబడాలంటే, అది మరింత లోతుగా మరియు వేడిగా వెళ్లాలి.”

ఈ లోతైన మానవ నిర్మిత రంధ్రం సైబీరియా ఉపరితలం నుండి 12,262 మీటర్ల దిగువన విస్తరించి ఉంది మరియు త్రవ్వటానికి దాదాపు 20 సంవత్సరాలు పట్టింది. షాఫ్ట్ లోతుగా వెళ్లడంతో, పురోగతి గంటకు 1 మీటర్ కంటే తక్కువకు మందగించింది మరియు 1992లో పనిని విడిచిపెట్టినప్పుడు, వేగం చివరకు సున్నాకి తగ్గింది. ఈ ప్రయత్నం మరియు ఇలాంటి ప్రాజెక్ట్‌లు సాంప్రదాయ కసరత్తులు అధిక ఉష్ణోగ్రతలతో సరిపోలలేవని చూపించాయి. మరియు లోతైన క్రస్టల్ ఒత్తిడి.

మైక్రోవేవ్ మరియు రాయి కలుస్తాయి

“కానీ శక్తి కిరణాలకు అలాంటి పరిమితులు లేవు” అని MIT యొక్క ప్లాస్మా సైన్స్ అండ్ ఫ్యూజన్ సెంటర్‌లో సీనియర్ రీసెర్చ్ ఇంజనీర్ పాల్ వాస్కో చెప్పారు. వోస్కో శక్తివంతమైన మైక్రోవేవ్ కిరణాలను మార్చడంలో దశాబ్దాలు గడిపాడు, హైడ్రోజన్ ఇంధనాన్ని 100 మిలియన్ డిగ్రీల సెల్సియస్ కంటే ఎక్కువ వేడి చేయడానికి మరియు ఫ్యూజన్ రియాక్షన్‌ను ప్రారంభించడానికి వాటిని ఖచ్చితమైన స్థానాలకు మార్గనిర్దేశం చేశాడు.

“మీరు ఒక స్టీల్ చాంబర్‌ను కరిగించి, దానిని ఆవిరి చేయగలిగితే, మీరు రాయిని కూడా కరిగించవచ్చు అని ఆలోచించడం పెద్ద ఎత్తు కాదు.” -పాల్ వాస్కో, MIT

“ఈ మూలాలు పదార్థానికి గణనీయమైన నష్టాన్ని కలిగిస్తాయని మాకు ఇప్పటికే తెలుసు, ఎందుకంటే సవాళ్లలో ఒకటి టోకామాక్ యొక్క అంతర్గత గదిని కరిగించడం కాదు, ఇది ప్లాస్మాను నిర్బంధించడానికి అయస్కాంత క్షేత్రాన్ని ఉపయోగించే పరికరం.” కాబట్టి అది కాదు. మీరు ఒక ఉక్కు గదిని కరిగించి, ఆవిరైపోగలిగితే, మీరు రాయిని కూడా కరిగించవచ్చు అనే కనెక్షన్‌ని రూపొందించడానికి ఒక భారీ ఎత్తు.”

2008లో, వాస్కో ఈ విధానం మెకానికల్ త్రవ్వకానికి సరసమైన మెరుగుదల కాగలదా అనే దానిపై తీవ్రమైన పరిశోధనను ప్రారంభించాడు. ఈ పరిశోధన బసాల్ట్ ఇటుకలను పేల్చడానికి చిన్న గైరోట్రాన్‌ను ఉపయోగించడంలో వోస్కో యొక్క ఆచరణాత్మక ప్రయోగానికి దారితీసింది.

ప్రయోగాలు మరియు ఇతర పరిశోధనల ఆధారంగా, 20 సెంటీమీటర్ల పొడవు గల వేవ్‌గైడ్ ద్వారా లక్ష్యంగా చేసుకున్న మిల్లీమీటర్-వేవ్ మూలం గంటకు 20 మీటర్ల వేగంతో బాస్కెట్‌బాల్-పరిమాణ రంధ్రాన్ని రాక్‌లో గుద్దగలదని వాస్కో లెక్కించారు. ఈ స్థాయిలో డ్రిల్లింగ్ కొనసాగితే, 25న్నర రోజుల్లో ప్రపంచంలోనే అత్యంత లోతైన రంధ్రం ఏర్పడుతుంది.

“మేము ఈ పనిని చేయగలిగితే, నేటి ఖర్చులలో కొంత భాగానికి చాలా లోతైన రంధ్రాలు వేయగలమని స్పష్టమైంది” అని వోస్టాఫ్ చెప్పారు. వోస్టాఫ్ క్వాయిస్ స్థాపకుడిగా ఘనత పొందారు, అయితే MIT వలె కాకుండా, కంపెనీపై తనకు ఎలాంటి ఆర్థిక ఆసక్తి లేదని చెప్పాడు.

అవకాశాల తరంగాలు

క్వాయిస్ డిజైన్ వేవ్‌గైడ్‌గా పనిచేయడానికి ముడతలు పెట్టిన మెటల్ ట్యూబ్‌ని పిలుస్తుంది, ఇది డ్రిల్లింగ్ పూర్తయిన తర్వాత తీసివేయబడుతుంది. ఈ వ్యవస్థ ఇంజెక్ట్ చేయబడిన వాయువును వేగంగా చల్లబరుస్తుంది మరియు బూడిదను బయటకు పంపుతుంది.

“ద్రవాన్ని పంపింగ్ చేయడానికి మరియు డ్రిల్‌ను తిప్పడానికి బదులుగా, మేము రాయిని కాల్చి, వాయువును తీయడానికి దానిని ఆవిరి చేస్తాము, ఇది మట్టి కంటే పంప్ చేయడం చాలా సులభం.” -కార్లోస్ అరకే, క్వాయిస్ ఎనర్జీ

“దీనిని శక్తివంతం చేయడానికి మెగావాట్‌లు పడుతుంది, ఇది సాధారణ డ్రిల్లింగ్ రిగ్‌కు సమానమైన శక్తి,” అని అరకే చెప్పారు. “కానీ మేము దానిని పూర్తిగా భిన్నమైన రీతిలో ఉపయోగించబోతున్నాము. ద్రవాన్ని పంపింగ్ చేసి డ్రిల్‌ను తిప్పడానికి బదులుగా, మేము బండను కాల్చి ఆవిరైపోతుంది, ఇది మట్టి కంటే చాలా తేలికైన వాయువును తీయడానికి. మీరు దానిని పంప్ చేయవచ్చు.”

వేవ్‌గైడ్‌లను ఉపయోగించి శక్తిని టార్గెట్ రాక్‌లోకి మళ్లించడం ద్వారా, శక్తి మూలాన్ని ఉపరితలం వద్ద ఉంచవచ్చు. ఇది సాగినట్లుగా అనిపించవచ్చు, అయితే 1970లలో బెల్ లాబొరేటరీస్ ఉత్తర న్యూజెర్సీలో 14 కి.మీ వేవ్‌గైడ్ ప్రసార మాధ్యమాన్ని నిర్మించినప్పుడు ఈ భావన ఒక ప్రయోగంలో పరీక్షించబడింది. మిల్లీమీటర్ తరంగాలను తక్కువ అటెన్యుయేషన్‌తో ప్రసారం చేయవచ్చని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు.

క్వాయిస్ మొదట్లో హామీ ఇవ్వబడిన ప్రవాహ రేట్లు, ఉష్ణోగ్రతలు మరియు ఒత్తిళ్లతో ఆవిరి అవసరమయ్యే పారిశ్రామిక వినియోగదారులను లక్ష్యంగా చేసుకుంటుంది. “మా లక్ష్యం పారిశ్రామిక లోడ్ స్పెసిఫికేషన్‌లను సరిపోల్చడం” అని అరాక్ చెప్పారు. “వారు బాయిలర్‌ను తీసివేయగలరు, కానీ మేము వారికి సైట్‌లో 500C ఆవిరిని అందిస్తాము.”

అంతిమంగా, సాంకేతికత కొత్త జియోథర్మల్ పవర్ ప్లాంట్‌లను ప్రారంభించగలదని లేదా గతంలో శిలాజ ఇంధనాలతో వేడిచేసిన టర్బైన్‌లను తిరిగి ఉపయోగించగలదని కంపెనీ విశ్వసిస్తుంది, ఒక్కో బావి నుండి 25 నుండి 50 మెగావాట్ల విద్యుత్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఇది పవర్ గ్రిడ్‌లోకి ఫీడ్ చేయగలదని ఆశ.

టెక్సాస్‌లోని మార్బుల్ ఫాల్స్‌లోని ఒక సైట్‌లో ఈ పతనంలో ఫీల్డ్ ప్రదర్శనలను ప్రారంభించాలని కంపెనీ యోచిస్తోంది, ఘన శిలల్లో రంధ్రాలు వేయడానికి ఒక నమూనా పరికరాన్ని ఉపయోగిస్తుంది. అక్కడ నుండి, టెక్సాస్‌లోని అధిక భూఉష్ణ ప్రాంతంలో పూర్తి స్థాయి ప్రదర్శన రిగ్‌ను నిర్మించాలని క్విస్ యోచిస్తోంది. పశ్చిమ యునైటెడ్ స్టేట్స్.

క్విజ్ ఎనర్జీ బసాల్ట్ కాలమ్‌లో 254 సెంటీమీటర్లు (100 అంగుళాలు) లోతు మరియు 2.5 సెంటీమీటర్ల వ్యాసంతో రంధ్రం చేసి, మసాచుసెట్స్ ఇన్‌స్టిట్యూట్ ఆఫ్ టెక్నాలజీ (MIT)లో బృందం చేసిన మొదటి ప్రయోగం కంటే 100 రెట్లు లోతుగా ఉంది.పాక్షిక-శక్తి

లోతులను ఎదుర్కొంటున్నారు

ప్రయోగశాల డేటా ఈ విధానం యొక్క స్కేల్-అప్ సాధ్యతను ప్రదర్శిస్తున్నప్పటికీ, QUISE ప్రోగ్రామ్‌కు సాంకేతిక అడ్డంకులు దాని రాడికల్ డ్రిల్లింగ్ పద్ధతి కంటే లోతుగా నడుస్తాయి.

కార్నెల్ యూనివర్శిటీలోని భూగర్భ రాక్ రిజర్వాయర్‌లలో భూఉష్ణ శక్తి వెలికితీతను అధ్యయనం చేసే జెఫెర్సన్ టెస్టర్ మాట్లాడుతూ, “అధిక శక్తి గల మైక్రోవేవ్‌లను ఉపయోగించి మనం నిజంగా 10 కి.మీ రంధ్రం వేయగలిగితే, అది ఒక ముఖ్యమైన ఇంజనీరింగ్ అచీవ్‌మెంట్ అవుతుంది” అని ఆయన చెప్పారు. “కానీ సవాలు ఏమిటంటే, ప్రత్యేకించి మీరు ఉపరితలం నుండి ద్రవాలను తొలగించడం మరియు ఉష్ణోగ్రత ప్రొఫైల్‌ను మార్చడం ప్రారంభించినప్పుడు, పడిపోని విధంగా బావిని పూర్తి చేయడం.

“రంధ్రాలు డ్రిల్లింగ్ తగినంత కష్టం,” టెస్టర్ చెప్పారు. “కానీ వాస్తవానికి రిజర్వాయర్‌లను నిర్వహించడం మరియు భూమి నుండి శక్తిని సురక్షితంగా సంగ్రహించడం చాలా సుదూర భవిష్యత్తు కావచ్చు.”