Futuro de la tecnología: ¿Estamos siempre atrapados con los motores de calor?

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Paso bastante tiempo reflexionando sobre el mismo tema. Se lo habría dejado a personas con mejores antecedentes en física aplicada, a excepción del A2A. Creo que algún día habrá una alternativa que no use una conversión de calor en un motor mecánico. No puedo comprender qué forma podría tomar. He considerado muchos métodos para liberar energía de materiales comunes: por ejemplo, podría haber un método químico eficiente para liberar sodio de la sal común (NaCl), por lo que podríamos usar la reacción de sodio / agua para liberar hidrógeno. Pero luego tenemos que quemar eso!

Sin duda, cambiar el paradigma de la conversión de calor / mecánica será sin duda difícil, y para la cantidad de energía liberada por los combustibles fósiles también será difícil.

Al mencionar la ciencia ficción, creo que fue EE “Doc” Smith quien escribió historias donde se liberó energía pura de las barras de cobre mediante un proceso químico que sonaba como si la energía se liberara a un nivel cuántico. Tal vez la respuesta se encuentre dentro de la investigación en física cuántica, o el descubrimiento de “unobtainium”, un elemento o compuesto actualmente desconocido.

Edit: Reflexionando, pensé que debería señalar que la naturaleza de cualquier conversión contiene pérdidas. Es casi tan necesario descubrir métodos para reducir la fricción, las pérdidas eléctricas y otras fuerzas contraproducentes. Parece haber muchas ideas en el pasado para la maquinaria de “movimiento perpetuo”. En la superficie, algunos de ellos incluso parecían plausibles. Algunos, supongo, serían plausibles si no hubiera pérdidas en la máquina. Obviamente, la fricción, la gravedad, el calor y otras pérdidas evitan que tal dispositivo realmente exista, al menos hasta la fecha.

Desde que comencé esta respuesta, una vez más perdí mucho tiempo pensando en cuántos ergios extraemos, por ejemplo, un poco de gasolina. Lleno un pequeño tanque en mi cortadora de césped, jalo una cuerda y, de repente, hay cinco caballos virtuales (es un motor de 5HP) para cumplir mis órdenes durante casi una hora. Y eso es con las pérdidas debidas a la fricción, etc. Parecería claro que reducir las pérdidas a cero permitiría a la máquina funcionar durante dos horas en lugar de una hora, y que la entrada es de aproximadamente 24 oz de gasolina. Esta es la razón por la que hemos desarrollado las tecnologías a lo largo de los años para mejorar el motor térmico.

Por lo tanto, la próxima frontera real es encontrar un método para hacer el mismo trabajo, sin usar los modernos motores de calor. En este caso, estoy limitando la idea a no usar combustibles fósiles. Sabemos que el trabajo se puede realizar eléctricamente. Sin embargo, no hay una fuente de alimentación que pueda proporcionar la energía necesaria durante el tiempo necesario para cortar el césped. Además, un motor eléctrico de 5 HP pesa y cuesta más que el simple motor de combustión interna de mi cortadora de césped. Si nos enfocamos en la entrada eléctrica requerida, tendríamos que calcular la cantidad de amp-horas que requeriría para alimentar el motor y hacer que la cuchilla gire la hierba. El cálculo está fuera de mi intención en esta respuesta, por lo que se lo dejaré al lector. Una vez que conocemos esa respuesta, el dispositivo de almacenamiento o suministro puede comenzar a concebirse. Como batería, debe ser bastante grande. Los condensadores son para liberación rápida de energía, no de liberación lenta y controlada. Algún tipo de pila de combustible …

Dicha celda debe ser pequeña, liviana, confiable y requiere poco mantenimiento. Pocas piezas móviles, si las hay, y no es recargable. Cualquiera que sea la reacción utilizada en la celda, se debe reponer o reemplazar para usarla nuevamente. A medida que estas especificaciones se catalogan, cada una de ellas establece un requisito para un nuevo mercado y tecnología. Al diseñar un dispositivo tan nuevo, los problemas de pérdida también serán problemáticos, ya que la eficiencia también será un problema.

A corto plazo, no puedo ver nada brillante en el futuro, pero no creo que nada sea imposible en este asunto en particular.