World

Winter winds howl off the Dakota prairie through Minnesota, turning the 1,100 megawatts worth of wind turbines in Xcel Energy's system in that state. By 2020, the utility expects to more than triple that amount in a bid to avoid more polluting energy sources. But the wind doesn't always blow and, even worse, it often blows strongest when people aren't using much electricity, like late at night.

So Xcel Energy, Inc., has become one of the first utilities in the U.S. to install a giant battery system in an attempt to store some of that wind power for later. "Energy storage might help us get to the point where we can integrate wind better," says Frank Novachek, director of corporate planning for the Minneapolis-based utility with customers in Colorado, Kansas, Michigan, Minnesota, New Mexico, the Dakotas, Oklahoma, Texas and Wisconsin. "The overall cost of electricity might be lower by using energy storage."

The energy storage in question—a series of sodium–sulfur batteries from Japan's NGK Insulators, Ltd.—can store roughly seven megawatt-hours of power, meaning the 20 batteries are capable of delivering roughly one megawatt of electricity almost instantaneously, enough to power 500 average American homes for seven hours. "Over 100 megawatts of this technology [is] deployed throughout the world," Novachek says. The batteries "store wind at night and they contract with their utility to put out a straight line output from that wind farm every day."

That removes one of the big hurdles to even broader adoption of wind power: so-called intermittency. In other words, the wind doesn't always blow when you want it to, a problem Texas faced earlier this year when a drop in wind generation forced cuts in electricity delivery. But with battery backup, the 11-megawatt wind farm outside Luverne, Minn., can deliver a set amount of electricity at all times, making it more reliable or, in industry terms, base-load generation. Plus, the battery effectively doubles the wind farm's output at any given moment—both the megawatt being produced by the wind farm itself (that would otherwise have gone to charging the battery) and the megawatt delivered by the battery.

But it is expensive, costing roughly $3 million per megawatt plus millions for start-up and testing. "Right now, they're a little too expensive," Novachek says. But "it's getting in the ballpark where it looks like the economics might be there. Testing will help us understand the value."

So far the battery has been through five charging and recharging cycles and testing will continue through next year, Novachek says. Other utilities, including the Long Island Power Authority in New York State and American Electric Power in Ohio, have used similar or the same batteries to better manage their grids, but this would represent the first battery to store wind power in the U.S.

The battery is not the only storage experiment Xcel Energy is running: It has been testing using electricity from wind and solar installations to generate hydrogen and then burn the hydrogen in a generator to turn it back into electricity when as needed. And the utility has paired with the city of Boulder, Colo., to test plug-in hybrid electric cars as a means of providing electricity during the day when people are at work and not driving.

"The Midwest is a great [wind] resource and we are strategically placed to use that and reduce our carbon footprint," Novachek notes, by replacing some of the 16 coal-fired plants and 28 natural gas power plants the company now operates. "New technologies that are out there might really help us get more green than people had hoped—and energy storage is one of those."

30/12 What Are "Eco-Villages?"

http://www.sciam.com/article.cfm?id=what-are-eco-villages&sc=DD_20081223

What goes into making a town ecologically and economically sustainable

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eco village

Some 420 eco-villages exist in both urban and rural settings around the world today. Pictured here: the west end of Arcosanti, a self-described "experimental town" in Arizona that has been under construction since 1970. In keeping with the concept of clustered development so as to maximize open space and the efficient use of resources, the large, compact structures and large-scale solar greenhouses of Arcosanti occupy a small footprint--only 25 acres within the community’s 4,000-acre "land preserve."

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29/12 reducing CO2 by low-cost solar ot water system located in condominium veranda
http://www.japanfs.org/en/pages/028584.html

JFS/Balcony solar panel
The Building Research Institute, Tokyo Gas Co.

The Building Research Institute, an independent administrative agency, and Tokyo Gas Co., a major natural gas utility in Japan, announced earlier in 2008 that they have jointly developed a low-cost water heating system for installation on condominium balconies. The system, which they named the Next Generation Solar Hot Water Supply System, consists of solar panels and a water heater. In February 2008, they conducted an experimental demonstration of a prototype, which attracted much interest.
Heating water is the biggest factor of a household's energy consumption, accounting for about 30 percent, so energy saving devices that can efficiently heat water are eagerly welcomed. The system, designed specifically for condominium use, is a combination of a water heater and solar panels fixed to the balcony.

Water heated by the solar panels is stored in a tank, and when the temperature of the water in the tank is above a preset level, water is supplied to the household from the tank directly, with no need for the gas heater to be ignited. Even when the water temperature drops below the preset level, the water in the tank is still warmer than tap water, meaning less gas is consumed to heat the water than usual. The prototype experiment established that heating water efficiency could be improved by 13 percent on average to a maximum of 20 percent. For example, for a four-member family, gas costs can be reduced by about 10,000 yen (about U.S.$95) per year.

While the price of a conventional solar panel water heating system including a water heater ranges between 200,000 yen (about $1,900) and 500,000 yen (about $4,800), the institute and the company aim to sell new systems consisting of two solar panels, a water tank with additional items, and a water heater for about 100,000 yen (about $950). They plan to start commercial production of this system for condominiums by March 2009, making it the first integrated solar panel-gas water heater for condominium in Japan. In the near future, they plan to develop a similar system for individual houses and also a larger scale system for use in condominiums.

- Building Research Institute

http://www.kenken.go.jp/english/index.html

28/12 la trop coûteuse veille des appareils électriques
http://www.lefigaro.fr/vert/2008/12/23/01023-20081223ARTFIG00017-la-trop-couteuse-veille-des-appareils-electriques-.php

Les téléviseurs les plus récents respectent les nouvelles normes.
Les téléviseurs les plus récents respectent les nouvelles normes. Crédits photo : Le Figaro

Bruxelles va obliger les fabricants à réduire drastiquement la consommation d'électricité des ordinateurs et autres téléviseurs lorsqu'ils sont en veille.

Téléviseurs, lecteurs de DVD, radios-réveils, machines à café, relais Wi-Fi… Autant d'appareils qui veillent et, discrètement, consomment beaucoup d'énergie. Tous ces équipements qui affichent l'heure ou n'attendent qu'un clic pour se mettre en marche dans les appartements «représentent une consommation d'au moins 300 kWh/an. Plus qu'un Frigidaire de nouvelle génération», assure Alain Anglade, l'un des responsables du dossier efficacité énergétique à l'Ademe.

Il y a quelques années, l'Europe a donc décidé de se pencher sur la question pour aboutir la semaine dernière à la publication d'un règlement devant réduire de près de 75 % la consommation d'électricité en mode veille d'ici à 2020 dans l'Union. Aujourd'hui, cette consommation est d'environ 50 TWh par an. «Ces économies sont comparables à la consommation électrique annuelle du Danemark», précise la Commission européenne, ou encore «à 10 % de la consommation française», ajoute Alain Anglade.

Cela faisait plus de deux ans que ces nouvelles normes étaient en préparation . Du coup, le règlement qui entrera en vigueur l'an prochain est déjà respecté par de nombreux fabricants. Il prévoit que la consommation d'électricité des appareils en veille devra être inférieure à 1 watt ou 2 watts à partir de 2010 et entre 0,5 watt et 1 watt en 2013.

«On étudie le zéro watt»

«Certains produits sont déjà en dessous des normes», confirme Éric Jourde, délégué général de la Fieec (Fédération des industries électriques électroniques et de communication) . C'est le cas par exemple des téléviseurs : il suffit de regarder n'importe quel catalogue, la consommation liée à la veille est inférieure à 1 watt et l'autre moitié à 0,5 watt. Mais la diminution réelle va se faire au fur et à mesure que les consommateurs européens renouvelleront leur matériel.

Quelle sera l'étape suivante ? «On étudie le zéro watt», explique Alain Anglade. Les études montrent d'ailleurs qu'il y a toujours une majorité de consommateurs qui se déclare perdue lorsqu'il n'y a plus d'interrupteurs sur les appareils. Et aujourd'hui on estime à 25 % le nombre de personnes suffisamment vertueuses pour brancher leurs appareils sur une barrette multiprise que l'on peut éteindre. Mais pour préserver des programmes, certains appareils doivent également rester en veille. «On travaille à des prises qui permettent de conserver les programmations sans courant et qui les réactivent le moment venu», précise encore Alain Anglade.

En matière d'efficacité énergétique, la Commission prépare d'autres règlements. Le prochain va concerner l'obligation de retirer les quelque 4,2 milliards d'ampoules à incandescence actuellement sur le marché pour les remplacer par des ampoules basse consommation. Là encore, c'est une économie de près de 40 TWh qui est attendue.

Autant de mesures indispensables si l'Europe veut respecter l'un de ses engagements souscrits dans le paquet climat énergie, soit une amélioration de 20 % de son efficacité énergétique d'ici à 2020.

27/12 NL: une piste de danse qui produit de l'énergie

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/developpement-durable-1/d/une-piste-de-danse-qui-produit-de-lenergie_17743/

A Rotterdam, un night-club qui se veut écologiquement correct a installé une piste de danse à récupération d'énergie.

Plus on s'agite plus on produit... Au Watt, night-club bien nommé, on danse écolo. Les toilettes sont alimentées avec de l'eau de pluie et on boit dans des gobelets en plastique recyclable. D'après les responsables, la consommation de la salle serait réduite de 30% pour l'eau et de 50% pour l'énergie par rapport à un night-club classique.

L'innovation technique se trouve sous la piste de danse, mise point par Sustainable Dance Club, une entreprise néerlandaise. Des vérins bougent au rythme des mouvements du sol lorsqu'il est secoué par la population dansante et l'énergie récupérée est convertie en électricité.

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26/12 la première porte génératrice d'énergie renouvelable

http://www.enerzine.com/603/6557+la-premiere-porte-generateur-denergie-renouvelable+.html

Nous avons publié récemment un article sur la récupération de l'énergie grâce à un dispositif piézo-électrique installé aux guichets d'une gare japonaise.

La première porte générateur d'énergie renouvelable http://www.enerzine.com/603/6501+la-gare-de-tokyo-vampirise-l-energie-des-pieds+.html

Aujourd'hui, nous signalons l'utilisation d'un autre système à énergie cinétique dans la gare de "Driebergen-Zeist" aux Pays-Bas, appliquée non pas aux guichets mais à une porte tourniquet !

Développé par "Boon Edam", la porte tourniquet génère de l'énergie à chaque fois qu'une personne la traverse.

La porte devrait générer annuellement environ 4600 kwh d'énergie, suffisamment pour alimenter les machines à café de la gare.

En outre, une série de super-condensateurs s'occupe de stocker le surplus d'énergie générée par la porte et offre ainsi la possibilité d'alimenter le système d'éclairage à LED situé au plafond. Dans le cas où la totalité de l'énergie stockée a été épuisée, le système de contrôle commute alors vers l'alimentation générale de l'immeuble. Cela permet de s'assurer que la porte d'entrée est éclairée en continue, même lorsque le flux de voyageurs est minime.

La première porte générateur d'énergie renouvelable

L'équipe de designer a décidé de rendre transparent une partie du plafond afin de montrer aux voyageurs les rouages du système. D'autre part, des voyants indiquent la quantité d'énergie générée à chaque fois qu'une personne passe au travers de la porte.

25/12 Ces énergies qui font parler d'elles

http://www2.cnrs.fr/presse/journal/4119.htm

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searev

24/12 Chine: pile à combustible à polymère: se passer du coûteux platine

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/technologie-1/d/pile-a-combustible-a-polymere-on-peut-se-passer-du-couteux-platine_17661

Parmi les multiples familles de piles à combustible, qui fabriquent de l'électricité avec de l'hydrogène et de l'oxygène, les modèles à membranes en polymère présentent de nombreux avantages. Robustes, elles conviendraient à de nombreux usages, dont l'automobile. Mais elles coûtent cher à cause du platine qu'elles contiennent. Il suffisait de trouver l'astuce pour s'en passer...

Dans une pile à combustible, un matériau appelé électrolyte sépare les deux électrodes. Du côté de l'une (l'anode, qui émet les électrons) est amené de l'hydrogène tandis que de l'oxygène arrive de l'autre (côté cathode, donc). Entre les deux, l'électrolyte voit transiter les ions (le plus souvent des protons, H⁺, donc les noyaux d'hydrogène qui ont perdu leurs électrons), le résultat étant une émission d'eau. Autour de ce principe de base existent de multiples variantes, qui diffèrent par à peu près tous les éléments.

L'électrolyte, notamment, peut être un liquide, ce qui présente quelques inconvénients.

Les efforts sont nombreux pour réaliser un électrolyte solide, constitué d'un polymère rendu conducteur. Il devient alors une fine membrane séparant les deux électrodes. On sait le faire depuis longtemps avec des membranes faites d'un polymère chimiquement actif, soit acide soit alcalin (ou basique, pourrait dire un chimiste), capable de faire transiter des ions. Le cas le plus étudié est celui des membranes acides, perméables aux ions H⁺. Un tel produit figure au catalogue de Dupont de Nemours, sous le nom de Nafion. Appelées PEMFC (Proton Exchange Membrane fuel Cell, pile à combustible à membrane échangeuse de protons), ces piles ont par exemple été utilisées dans des missions spatiales depuis les années 1960.

Mais elles peinent à sortir de ces prestigieux marchés. La raison est leur coût. Il faut leur ajouter du platine, au niveau des électrodes, qui fait office de catalyseur pour faciliter les réactions chimiques indispensables. On voit mal comment équiper ainsi un parc mondial de voitures électriques...

Prototype prometteur

Pour se passer du platine dans les piles à combustible, les scientifiques imaginent différentes solutions. Une équipe chinoise, de l'université Wuhan, menée par Lin Zhuang, vient d'apporter une réponse, publiée dans la revue Pnas (Proceedings of the National Academy of Sciences). Ces chercheurs ont utilisé une membrane alcaline, qui fait transiter les ions hydroxyles (OH^-). Il s'agit donc d'une APEFC (alkaline polymer electrolyte fuel cell). Ce principe est connu depuis des lustres et utilisé sur les piles à électrolytes liquides dites AFC (alkaline fuel cell). Ce genre de membrane a déjà été utilisé mais requérait aussi du platine.

L'équipe chinoise est parvenue à s'en passer en utilisant un polymère particulier (un polysulfone, quaternary ammonium polysulphone, ou QAPS). La cathode (l'électrode côté oxygène) est en argent. L'anode (côté hydrogène) est en nickel, recouverte de chrome, un traitement qui empêche d'intempestives réactions d'oxydation, expliquent les auteurs, le nickel jouant le rôle de catalyseur.

Le prototype réalisé a fourni 50 milliwatts par centimètre carré de membrane à 60°C, « sans signe de dégradation durant les cent heures de l'essai ». La puissance est faible, les PEMFC actuelles fournissant quatre ou cinq fois plus. Mais cette pile n'est qu'un exercice de laboratoire qui démontre l'intérêt d'une nouvelle voie, où la catalyse est assurée par du nickel plutôt que par du platine. De quoi changer radicalement la donne industrielle et commerciale des piles à combustible...

23/12 D: nouveau projet européen pour l'efficacité énergétique des bâtiments

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57021.htm

L'Institut de chimie physique et théorique de l'Université de Tübingen coordonne un nouveau projet européen du nom de "clear-up" (clean and resource efficient buildings for real life). Ce projet rassemble 21 partenaires européens autour de la thématique de l'efficacité énergétique des bâtiments. Ce projet sera subventionné par l'Union européenne à hauteur de 8,3 millions d'euros sur un total de 12 millions d'euros sur une durée de 4 ans.

Cherchant à élargir la portée des projets d'efficacité énergétique menés jusqu'à présent, clear-up intégrera des aspects supplémentaires de recherche tels que l'élimination de certains matériaux utilisés pour la construction. Cette intégration ne se limitera plus seulement aux nouveaux bâtiments. Ainsi, les différents matériaux et technologies développés devront obligatoirement pouvoir être utilisés lors d'une rénovation. Les chercheurs développeront, par exemple, des matériaux isolants présentant un effet comparable aux systèmes classiques d'isolation à base de mousse, mais en ayant l'avantage d'être moins volumineux. Ils seront aussi utilisés en couplage avec une technologie d'accumulation de chaleur.

Un pilotage global électronique intégrera aussi bien l'énergie et la lumière issues des fenêtres, que le pilotage de l'aération et de l'éclairage. Un point central de ce projet est également la place de l'usager afin d'augmenter l'efficacité énergétique. En effet, un comportement humain ne tenant pas compte de l'objectif d'économie en énergie, réduit incontestablement les potentiels d'économie en terme d'efficacité énergétique.

Le concept devrait non seulement être d'une grande utilité pour l'industrie mais il permettra également le développement de matériaux et de technologies adaptés aux bâtiments privés. Centres de formation, entreprises et organismes de recherche travaillent en coopération dans ce projet. Du côté allemand, il s'agit, à côté de l'Université Eberhard Karl de Tübingen, des entreprises AppliedSensor, Porextherm-Daemmstoffe, Siemens Corporate Technology, de l'école supérieure AO Action du centre Steinbeis Transfer Zentrum et des Instituts Fraunhofer des systèmes énergétiques (ISE) à Fribourg et d'ingénierie des surfaces et couches minces (IST) à Brunswick. Du côté français, les deux acteurs du projet sont le Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) et Bouygues Construction.

Des informations complémentaires sont disponibles sur le site Internet du projet à l'adresse suivante : http://www.clear-up.eu

- Dr. Udo Weimar - Institut für Physikalische und Theoretische Chemie, Eberhard Karls Universität Tübingen, Wilhelmstr. 5, D72074 Tübingen - tél : +49 7071 297 7634 - email : upw@ipc-uni-tuebingen.de - http://www.uni-tuebingen.de

Mentions légales: BE Allemagne numéro 416 (17/12/2008) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57021.htm

22/12 E: un pneu à base d'algues

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/57041.htm

Une equipe de recherche menee par Felix Carrasco du departement d'ingenierie chimique de l'Universite de Gerone, a mis au point un pneu a partir d'algues vertes. Celles-ci substituent une partie de la silice amorphe utilisee dans la fabrication des pneus pour garantir leurs performances mecaniques et ameliorer leur durabilite. Dans un pneu classique, il y a typiquement 60 g de silice pour 100 g de caoutchouc naturel (ou synthetique). Les chercheurs ont montre qu'il etait possible d'arriver jusqu'a 20 g d'algues pour 100 g de caoutchouc sans alterer les performances mecaniques du pneu.

Le pneu a ete teste dans les laboratoires Trellborg Wheell Systems de Tivoli en Italie et a ete brevete par la societe italienne Pirelli. Bien que le pneu remplisse tous les criteres de securite, Pirelli n'a pas encore decide sa commercialisation, la difficulte restant de convaincre les consommateurs de sa fiabilite et des avantages economiques et environnementaux. Les arguments en faveur de ce pneu ne manquent pourtant pas. Les algues sont une ressource naturelle contenant des polysaccharides pouvant remplacer en partie la silice amorphe. Les algues sont renouvelables et disponibles en grande quantite dans les mers a un cout derisoire. De plus, aucune modification des installations de production existantes n'est requise. Apres collecte, sechage et broyage des algues, la poudre obtenue (200 micro-m de diametre) est ajoutee dans le processus de fabrication du caoutchouc. Les algues ayant un comportement plastifiant, le processus de melange de tous les ingredients est rendu plus facile et permet une economie d'energie de 10%.

C'est donc au tour du consommateur de se decider !

Pour en savoir plus, contacts :

Felix Carrasco - Departament d'Enginyeria Quimica, Agraria i Tecnologia Agroalimentaria - Edifici politecnica I i Facultat de ciencies - Campus de
Montilivi - 17071 GIRONA - Espagne - Email: felix.carrasco@udg.edu - Tel: + 34 972 418 461 Web: http://www.udg.edu

Sources :

- El Mundo, 26/11/2008.
- http://actualidad.terra.es/, article du 24/11/2008

21/12 GB: Tidal energy system on full power

http://news.bbc.co.uk/2/hi/uk_news/northern_ireland/7790494.stm

Turbine will operate iTidal turbine The turbine is now operating on full power

A tidal turbine near the mouth of Strangford Lough has begun producing electricity at full capacity for the first time.

The SeaGen system now generates 1.2MW, the highest level of power produced by a tidal stream system anywhere in the world.

The system works like an "underwater windmill" but with rotors driven by tidal currents rather than the wind. It has been undergoing commissioning trials since May.

SeaGen will now move towards full-operating mode for periods of up to 22 hours a day, with regular inspections and performance testing carried out.

The power generated by the system is being purchased by Irish energy company, ESB Independent, for its customers in Northern Ireland and the Republic.

The turbine has the capacity to generate power to meet the average electricity needs of around 1000 homes.

Martin Wright, managing director of SeaGen developers, Marine Current Turbines, said that having the system generating at full power was an important milestone.

"It demonstrates, for the first time, the commercial potential of tidal energy as a viable alternative source of renewable energy," he said.

"As the first mover in tidal stream turbine development, we have a significant technical lead over all rival tidal technologies that are under development.

"There are no other tidal turbines of truly commercial scale; all the competitive systems so far tested at sea are quite small, most being less than 10% the rotor area of SeaGen."

15/12 self-powered devices possible, says Texas A&M researcher

Imagine a self-powering cell phone that never needs to be charged because it converts sound waves produced by the user into the energy it needs to keep running. It's not as far-fetched as it may seem thanks to the recent work of Tahir Cagin, a professor in the Artie McFerrin Department of Chemical Engineering at Texas A&M University.

Utilizing materials known in scientific circles as "piezoelectrics," Cagin, whose research focuses on nanotechnology, has made a significant discovery in the area of power harvesting – a field that aims to develop self-powered devices that do not require replaceable power supplies, such as batteries.

Specifically, Cagin and his partners from the University of Houston have found that a certain type of piezoelectric material can covert energy at a 100 percent increase when manufactured at a very small size – in this case, around 21 nanometers in thickness.

What's more, when materials are constructed bigger or smaller than this specific size they show a significant decrease in their energy-converting capacity, he said.

His findings, which are detailed in an article published this fall in "Physical Review B," the scientific journal of the American Physical Society, could have potentially profound effects for low-powered electronic devices such as cell phones, laptops, personal communicators and a host of other computer-related devices used by everyone from the average consumer to law enforcement officers and even soldiers in the battlefield.

Many of these high-tech devices contain components that are measured in nanometers – a microscopic unit of measurement representing one-billionth of a meter. Atoms and molecules are measured in nanometers, and a human hair is about 100,000 nanometers wide.

Though Cagin's subject matter is small, its impact could be huge. His discovery stands to advance an area of study that has grown increasingly popular due to consumer demand for compact portable and wireless devices with extended lifespans.

Battery life remains a major concern for popular mp3 players and cell phones that are required to perform an ever-expanding array of functions. But beyond mere consumer convenience, self-powering devices are of major interest to several federal agencies.

The Defense Advanced Research Projects Agency has investigated methods for soldiers in the field to generate power for their portable equipment through the energy harvested from simply walking. And sensors – such as those used to detect explosives – could greatly benefit from a self-powering technology that would reduce the need for the testing and replacing of batteries.

"Even the disturbances in the form of sound waves such as pressure waves in gases, liquids and solids may be harvested for powering nano- and micro devices of the future if these materials are processed and manufactured appropriately for this purpose," Cagin said.

Key to this technology, Cagin explained, are piezoelectrics. Derived from the Greek word "piezein," which means "to press," piezoelectrics are materials (usually crystals or ceramics) that generate voltage when a form of mechanical stress is applied. Conversely, they demonstrate a change in their physical properties when an electric field is applied.

Discovered by French scientists in the 1880s, piezoelectrics aren't a new concept. They were first used in sonar devices during World War I. Today they can be found in microphones and quartz watches. Cigarette lighters in automobiles also contain piezoelectrics. Pressing down the lighter button causes impact on a piezoelectric crystal that in turn produces enough voltage to create a spark and ignite the gas.

On a grander scale, some night clubs in Europe feature dance floors built with piezoelectrics that absorb and convert the energy from footsteps in order to help power lights in the club. And it's been reported that a Hong Kong gym is using the technology to convert energy from exercisers to help power its lights and music.

While advances in those applications continue to progress, piezoelectric work at the nanoscale is a relatively new endeavor with different and complex aspects to consider, said Cagin.

For example, imagine going from working with a material the size and shape of a telephone post to dealing with that same material the size of a hair, he said. When such a significant change in scale occurs, materials react differently. In this case, something the size of a hair is much more pliable and susceptible to change from its surrounding environment, Cagin noted. These types of changes have to be taken into consideration when conducting research at this scale, he said.

"When materials are brought down to the nanoscale dimension, their properties for some performance characteristics dramatically change," said Cagin who is a past recipient of the prestigious Feynman Prize in Nanotechnology. "One such example is with piezoelectric materials. We have demonstrated that when you go to a particular length scale – between 20 and 23 nanometers – you actually improve the energy-harvesting capacity by 100 percent.

"We're studying basic laws of nature such as physics and we're trying to apply that in terms of developing better engineering materials, better performing engineering materials.

We're looking at chemical constitutions and physical compositions. And then we're looking at how to manipulate these structures so that we can improve the performance of these materials."

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Texas A&M University, among the world's leading research institutions, is in the vanguard in making significant contributions to the storehouse of knowledge, including that of science and technology. Research conducted at Texas A&M represents an annual investment of more than $540 million and underwrites approximately 3,500 sponsored projects. That research creates new knowledge that provides basic, fundamental and applied contributions resulting in many cases in economic benefits to the state, nation and world.

Contact: Tahir Cagin at (979) 862-1449 or via email: cagin@che.tamu.edu or Ryan A. Garcia at (979) 845-9237 or via email: ryan.garcia99@tamu.edu

Contact: Ryan Garcia
ryan.garcia99@tamu.edu
979-845-9237
Texas A&M University

14/12 Toys made of liquid wood

Picture: Nativity figurines made of liquid wood Nativity figurines made of liquid wood

http://www.fraunhofer.de/EN/press/pi/2008/12/ResearchNews122008Topic2.jsp

Most plastics are based on petroleum. A bio-plastic that consists of one hundred percent renewable raw materials helps to conserve this resource. Researchers have now optimized the plastic in such a way that it is even suitable for products such as Nativity figurines

Toys have to put up with a lot of rough treatment: They are sucked by small children, bitten with milk teeth, dragged along behind bobby cars, and every now and then they have to survive a rainy night outdoors. Whatever happens, it is vital that the material does not release any softeners or heavy metals that could endanger children.

Toys can be made of liquid wood in future. The advantage is that this bio-plastic, known as ARBOFORM®, is made of one hundred percent renewable raw materials and is therefore not reliant on petroleum. Researchers at the Fraunhofer Institute for Chemical Technology ICT in Pfinztal and the Fraunhofer spin-off TECNARO GmbH have developed the material. But what exactly is liquid wood? “The cellulose industry separates wood into its three main components – lignin, cellulose and hemicellulose,” explains ICT team leader Emilia Regina Inone-Kauffmann. “The lignin is not needed in papermaking, however. Our colleagues at TECNARO mix lignin with fine natural fibers made of wood, hemp or flax and natural additives such as wax. From this, they produce plastic granulate that can be melted and injection-molded.” Car parts and urns made of this bio-plastic already exist, but it is not suitable for toys in this form: To separate the lignin from the cell fibers, the workers in the cellulose industry add sulfurous substances. However, children’s toys should not contain sulfur because, for one reason, it can smell very unpleasant.

“We were able to reduce the sulfur content in ARBOFORM by about 90 percent, and produced Nativity figurines in cooperation with Schleich GmbH. Other products are now at the planning stage,” says TECNARO’s managing director Helmut Nägele. This is a challenging task: Sulfur-free lignins are usually soluble in water – and therefore unsuitable for toys. On no account must they dissolve if they are left out in the rain or if children suck them. With the aid of suitable additives, the TECNARO scientists were able to modify the bio-plastic in such a way that it survives contact with water and saliva undamaged. Can the material be recycled? “To find that out, we produced components, broke them up into small pieces, and re-processed the broken pieces – ten times in all. We did not detect any change in the material properties of the low-sulfur bio-plastic, so that means it can be recycled,” says Inone-Kauffmann.

13/12 USA: a new twist on hydropower

http://www.technologyreview.com/energy/21749/?nlid=1554&a=f

A mechanical device mimics how fish harness energy from water flow.

Vortices and vibrations: A prototype of the VIVACE system in a lab at the University of Michigan demonstrates how water flowing past a passive cylinder will create alternating vortices that push the cylinder up and down. These vortex-induced vibrations create mechanical energy that can be captured.

The world's river and ocean currents carry an enormous amount of kinetic energy, but most of this water flows slower than four miles per hour. Existing turbine and water-mill technologies can't generate enough electricity at such speeds to make their deployment economically viable.

Researchers at the University of Michigan say that they have overcome this limitation by taking advantage of energy-packed vortices that are formed when water flows past a cylindrical object, even at low speeds. Salmon and trout are known to leverage the force created by these naturally occurring water swirls so that they can swim upstream. A new mechanical device designed to economically harvest that energy and convert it into electricity could turn waterpower into a much larger part of the world's renewable-energy mix.

"Anywhere we have currents, we can use it," says Michael Bernitsas, a professor in the department of marine engineering at the University of Michigan. He says that the first test of the device will be in the Detroit River, likely in 2010. "If we make it work, and I believe it will, it's going to be a major development," he says.

The device works on the well-known principle of vortex-induced vibrations, which in an ocean setting are known to play havoc with the cylindrical steel risers and mooring lines that anchor offshore oil platforms. As current flows past a cylinder, a thin layer of water gets entrained along each side of the rounded surface until, at some point at the back of the object, the layer of water separates from the surface and swirls into a vortex.

Part of the phenomenon, however, is that the separations on the left and right sides don't take place at the same time: one side lags. The result is an alternating pattern of vortices that can impose tremendous force on underwater structures. When a cylinder-shaped object can move more freely in its environment, like a fishing lure being pulled by a river's current, the alternating vortices will vibrate the object from left to right.

Bernitsas says that the alternating vortices "lock on" to the oscillating frequency of the object. "The bottom line is we get synchronization between the shedding of the vortices and the motion of the cylinder," he explains.

As part of his research for the oil industry, Bernitsas has spent much of his career trying to figure out ways to suppress these destructive natural vibrations. Four years ago, it occurred to him that if he enhanced and tapped into these vortex forces, he could design a device that generates emission-free electricity. This led to the development of the VIVACE (vortex-induced vibration for aquatic clean energy) converter, a modular system that in the lab generates 51 watts per cubic meter of water flowing at three knots, or about 3.5 miles per hour.

In its most primitive form, VIVACE is a horizontal cylinder on springs that moves up and down between two upright tracks as water flows past it, creating mechanical energy that is converted into electricity. Bernitsas envisions the system as stackable and deployable in different configurations and generation capacities, from kilowatts to multimegawatts. And it wouldn't occupy much space: one megawatt, he estimates, would take up about 90 cubic feet.

"It fits into the environment: if it's a canal, we can adjust to the canal, and if it's open water, we can make it bigger," he explains, adding that the slow movement of the cylinders makes the system safer for fish.

Peter Fiske, vice president of research and development at PAX Scientific, an engineering firm that specializes in fluid dynamics, says that conventional water turbine technologies suffer from the "Cuisinart effect": they chop up fish. "The good thing about the VIVACE design is that it's just rocking back and forth, and doesn't involve chopping through the water," says Fiske.

He commends Bernitsas for tackling the study of nonsteady state fluids, an area of engineering that's often avoided, but he questions whether VIVACE can be meaningfully scaled up outside the lab. "Getting many, many megawatts of electricity out of it is another thing altogether," Fiske says.

Some aren't so sure that the system can tap enough energy to make it worthwhile. "Will it work? Probably. Is it the most effective means? I don't think so," says professor Frank Fish, an expert in hydrodynamics at West Chester University of Pennsylvania. "Most of the energy of the flow is moving from the front of the cylinder to the back, rather than in this fluid-induced vibration."

But Bernitsas, who founded a company called Vortex Hydro Energy to commercialize his invention, is convinced that VIVACE can be refined to a point at which it can generate electricity at 5.5 cents per kilowatt-hour for projects 10 megawatts or larger in size. This would make VIVACE competitive with fossil fuel and nuclear generation. Modules would be manufactured in 500-kilowatt units.

Bernitsas says that there's plenty of room to improve the efficiency of the system, and he plans to do this by learning from fish and from the way their tails and scales can affect hydrodynamics. Scales, depending on how rough they are and where they're located, can amplify oscillation. "And based on the properties of the tail," he says, "we can change both the amplitude and frequency of the cylinder oscillation to make it more benign to the surrounding environment."

The first two prototypes are being built with help from the Naval Facilities Engineering Command, in Washington, DC, and with funding from the U.S. Department of Energy and the Office of Naval Research.

12/12 Un projet à la dimension parabolique - le ciel ne vient-il pas ainsi au secours de la Terre ? -,

Inaugurés mercredi dernier par le pape Benoît XVI, ces 2 400 panneaux solaires installés sur le toit de la salle Paul-VI vont contribuer à faire de la cité vaticane l’un des États les plus neutres du monde en matière d’émissions de gaz carbonique. Ils permettront en effet d’économiser quelque 80 tonnes de pétrole chaque année, tout en répondant aux préoccupations écologiques que Benoît XVI ne cesse d’afficher dans ses discours. Un projet à la dimension parabolique - le ciel ne vient-il pas ainsi au secours de la Terre ? -, qui présente également l’avantage de ne rien coûter : il s’agit d’un cadeau offert par le fabricant, en échange d’une bénédiction visant à réduire… les vols dans son entreprise.

11/12 USA: faut-il caréner les éoliennes? (vidéo)

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/developpement-durable-1/d/en-video-faut-il-carener-les-eoliennes_17527/

Une entreprise américaine, FloDesign Wind Turbine, prétend parvenir à des résultats exceptionnels avec des éoliennes d'un type nouveau. Carénées, deux fois plus petites, elles offriraient un rendement plus élevé et fonctionneraient sur un plus large spectre de vitesses du vent.

Avec ses grandes pales, une éolienne classique récupèrerait à peine plus de la moitié de l'énergie du vent. Une grande partie de l'air, en effet, est dévié avant de toucher les pales et passe autour de l'hélice plutôt qu'au travers. En 1919, l'Allemand Albert Betz a calculé précisément que la meilleure éolienne ne pourra convertir en énergie mécanique (sa rotation) que 16/27, soit 59,3%, de l'énergie cinétique de l'air (celle de la vitesse du vent). Avec un rendement de 100%, le vent serait complètement arrêté par les pales, un idéal bien sûr impossible puisqu'il n'y aurait plus d'écoulement. Publiée en 1926, cette valeur est devenue la « limite de Betz » et, explique le physicien allemand, elle est obtenue quand le vent est ralenti par l'éolienne au tiers de sa vitesse initiale.

De plus une éolienne classique ne peut fonctionner pour toutes les vitesses du vent. A moins d'une vingtaine de kilomètres à l'heure, la conversion en électricité devient peu intéressante voire impossible. Si le vent est trop fort (plus de 90/km/h), la vitesse de rotation trop élevée engendre un effet gyroscopique qui peut être dommageable.

Comment faire mieux ? Une possibilité consiste à entourer l'hélice d'un carénage qui empêche en partie le vent de s'échapper autour de l'hélice. Des projets et des prototypes existent déjà. En 2006, une équipe britannique avait présenté Stormblade, une étude inspirée des écoulements dans un réacteur d'avion (voir une discussion dans le forum de Futura-Sciences au sujet de Stormblade). Victor Jovanovic, son concepteur, annonçait un rendement de 70%. Il semble que ce projet n'est pas encore abouti. C'est exactement cette idée qu'a reprise FloDesign, une entreprise américaine, spécialisée, justement, dans l'aéronautique en général et dans les turboréacteurs en particulier, et qui développe actuellement un modèle opérationnel au sein d'une filiale, FloDesign Wind Turbine.

A première vue, l'engin ressemble curieusement à un réacteur à double flux. L'hélice tripale des éoliennes habituelles est ici remplacée par une roue à aubes (quatorze d'après les schémas) entourée d'un carénage peu profond et crénelé. Mais, surprise, elle est fixe (et désignée par le terme stator), se contentant de dévier les filets d'air avant qu'ils n'atteignent une seconde roue à aubes, mobile celle-là (le rotor). L'ensemble est lui-même entouré d'un autre carénage, plus grand, crénelé lui aussi et placé légèrement en arrière.

Deux fois plus petite qu'une éolienne tripale

D'après les – maigres – renseignements fournis, le flux d'air annulaire qui échappe à la roue à aubes est aspiré entre les deux carénages et semble-t-il accéléré par effet Venturi au niveau des gorges des crénelages. Plus en arrière, il rencontre le flux d'air central qui a traversé le rotor et dont la vitesse est plus lente. Il s'ensuit un bel effet de turbulences générant des vortex et réduisant la pression derrière le rotor.

Avare de précisions, FloDesign Wind Turbine ne donne pas de chiffres sur le rendement envisagé mais avance plusieurs avantages intéressants. Cette éolienne produirait une puissance équivalente à celle d'un modèle conventionnel deux fois plus large. Elle résisterait beaucoup mieux aux vents forts (mais on se souvient pourtant que le modèle Stromblade semblait handicapé aux grandes vitesses par un effet de portance naissant au niveau du carénage et engendrant des efforts mécaniques importants sur le pylone).

Pour l'instant, l'entreprise disposerait d'un prototype qu'elle semble ne pas vouloir montrer mais prépare un modèle de trois mètres de diamètre d'une puissance de 10 mégawatts. L'engin pourrait être testé dès 2009 ou au plus tard début 2010. Les recherches en énergies alternatives sont visiblement assez soutenues...

10/12 plastique sans pétrole: des bactéries montrent la voie

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/developpement-durable-1/d/plastique-sans-petrole-des-bacteries-montrent-la-voie_17549/

Une équipe allemande vient de dénicher une enzyme naturellement fabriquée par des bactéries et qui permettrait de produire du verre acrylique (alias Plexiglas) à partir de sucres ou d'alcools, donc de biomasse, sans recours à la pétrochimie.

Dans le monde entier, les industriels s'activent pour mettre au point des techniques de fabrication de polymères qui n'utiliseraient pas de matières premières issues du pétrole.

L'idée est ancienne et plusieurs filières ont déjà été explorées pour produire ces « bioplastiques ». Mais la recherche dans le domaine subit depuis peu d'années une sévère accélération.

Au début du mois d'octobre, Total inaugurait en Belgique, à Feluy, une unité de production d'éthylène et de propylène, précurseurs de plusieurs plastiques, à partir du méthanol. Cet alcool peut être produit à partir de biomasse mais le procédé est encore trop cher et c'est du charbon qu'utilisera Total. Reste que la filière technique est désormais au point et qu'il sera possible, un jour, de se passer du charbon... En Allemagne, la jeune société Tecnaro, créée par des chercheurs de l'Institut Fraunhofer, vient de présenter un matériau dénommé Arboform et réalisé directement à partir du bois. Sa fabrication utilise la lignine, un composant ignoré par l'industrie papetière, qui ne retient que la cellulose, et cet Arboform est, de plus, recyclable à volonté.

Egalement en Allemagne, une équipe vient de mettre au point une méthode pour fabriquer du polyméthacrylate de méthyle (PMMA), à partir de molécules organiques, sucres ou alcools. Ce polymère transparent est très utilisé dans d'innombrables applications. Appelé verre acrylique, il est plus connu sous l'appellation commerciale de Plexiglas (son nom de baptême chez le fabricant allemand Evonik) ou encore Altuglas (chez Arkema, ex Elf-Atochem).

La bactérie avait la solution

Le nouveau procédé utilise une enzyme naturelle, découverte un peu par hasard. Thore Rohwerder (université de Duisburg-Essen), aidé par Roland H. Müller (Centre de recherche Helmoltz sur l'environnement, UFZ), travaillait sur des populations bactériennes à la recherche d'un moyen pour éliminer un polluant dangereux, l'éther méthyltertiobutylique ou MTBE, utilisé entre autres pour augmenter l'indice d'octane de l'essence. Ces chercheurs ont fini par remarquer une activité enzymatique intéressante, portée par la 2-hydroxyisobutyryl-CoA mutase. Cette enzyme se révèle capable de transformer des molécules organiques à 4 atomes de carbone, comme des sucres ou des alcools, en méthacrylate de méthyle (MMA), que l'on peut ensuite polymérisé en PMMA. Il a ensuite été effectivement possible de réaliser cette réaction, facilement et rapidement.

La recherche a suscité l'intérêt de la société Evonik, qui distribue des prix aux chercheurs travaillant dans le domaine des bioplastiques. Le marché mondial du PMMA est estimé à 4 milliards d'euros et il semble que cette nouvelle filière, facilement industrialisable, pourrait assurer 10 % des 300 millions de tonnes actuellement produites dans le monde. Voilà comment la fin du pétrole inspire les chercheurs et les industriels...

9/12 la bioénergie peut répondre à 10% des besoins mondiaux

http://www.enerzine.com/6/6489+la-bioenergie-peut-repondre-a-10-des-besoins-mondiaux+.html

Les bioénergies peuvent répondre à 10% de la consommation mondiale Dans un rapport intitulé "Avenir de la bioénergie et exploitation durable des terres", le Conseil consultatif allemand sur le changement mondial , WBGU, démontre que l'importance que peut représenter la production d'énergie, d'un point de vue environnemental et du point de vue du développement.

Selon le WBGU, il s'agit du premier rapport qui explore la question de la bioénergie en prenant en compte à la fois le contexte environnemental et celui des politiques de développement.

Il montre qu'à moyen terme, environ 10% des besoins énergétiques mondiaux pourraient être satisfaits par une bioénergie durable, issue de résidus biogéniques et des cultures énergétiques.

Environ un quart du potentiel des cultures énergétiques se situe en Amérique centrale et du Sud. L'Afrique sub-saharienne, l'Europe, l'Amérique du Nord et la Chine comptent chacune pour environ 15% de ce potentiel agricole, l'Inde 6%.

Toutefois, le rapport insiste sur le fait que l'exploitation de ce potentiel ne doit être poursuivi que si les risques pour la sécurité alimentaire sont écartés, et que sont garanties la protection de la nature et l'atténuation des changements climatiques.

Pour ce faire, des normes de durabilité contraignantes doivent être mises en place au niveau national et international, préconise l'étude.

L'électricité plutôt que le pétrole

C'est en tant que source de production d'électricité que la bioénergie apporte la plus importante contribution à la lutte contre les changements climatiques, estime le WBGU. Selon lui, la clé consiste à déployer la bioénergie en remplacement des sources d'énergie à fortes émissions de CO2, en particulier le charbon.

Dans le secteur de l'électricité, le bénéfice de la bioénergie sur le climat est presque le double de celui de l'utilisation des biocarburants pour le transport, ou pour la seule production de chaleur.

La haute efficacité énergétique que permet la cogénération, qui implique la production combinée d'énergie et de chaleur, est toujours préférable à la simple production d'électricité, précise le rapport.

Le WBGU recommande donc d'encourager la production d'électricité à partir de la biomasse, à condition que cette promotion se limite à la bioénergie produite de façon durable,

Si le biométhane était utilisé pour produire de l'électricité, les effets sur l'atténuation du changement climatique pourraient être encore plus importants si le CO2 était capté lors du processus de production, et stocké de manière sûre.

La première génération de biocarburants liquides, comme le biodiesel produit à partir du colza ou le bioéthanol issu de maïs n'est pas adaptée à la lutte contre le réchauffement climatique, indique le rapport.

Si les cultures énergétiques en viennent à déplacer la production de nourriture, et que la terre doit être défrichée, une quantité plus importante de gaz à effet de serre sera relachée dans l'atmosphère, comparativement à l'utilisation de carburants fossiles. La seconde génération de biocarburants liquides, qui utilise toute la partie hors-sol de la plante, ne représente pas un progrès sur ce point précis.

En revanche, l'étude montre que le recours aux plantes tropicales pérennes, comme la canne à sucre, la palme ou la jatropha, qui sont cultivés sur des terres dégradées, peut avoir un impact positif non négligeable sur l'atténuation des changements climatiques.

Toutefois, le WBGU met en garde contre les dommages considérables qui peuvent être portés au climat, si la forêt tropicale est détruite pour ces cultures.

Le Conseil allemand préconise donc que la promotion des biocarburants liquides pour le transport routier soit rapidement abandonnée en supprimant les quotas de mélange et en préférant le développement des véhicules électriques.

Les résidus

Les résidus biogéniques, tels ceux du bois, ou le fumier liquide et la paille sont des sources d'énergie idéales, dans la mesure où, lorsqu'ils sont utilisés correctement, ils impliquent un impact très réduit sur les sols, l'eau ou le climat. En outre, ils n'entrent pas en concurrence avec la production alimentaire, souligne le rapport. La production d'électricité à partir de déchets et de résidus doit donc être particulièrement encouragée.

La bioénergie pour combattre la pauvreté énergétique

Dans 50 pays en développement, la bioénergie traditionnelle, incluant la combustion du bois, de déjections animales et de résidus de culture pour la cuisine et le chauffage, représentent encore plus de 90 % de la consommation d'énergie.

La conséquence est que plus d'1,5 million de personnes meurent chaque année de la pollution de l'air.

La généralisation de poêles améliorés, à bois et à charbon, ou de micro-systèmes de biogaz, ainsi que la production d'huiles végétales à partir de plantes oléagineuses telles que le jatropha, représentent un levier important et insuffisamment exploité de lutte contre la pauvreté.

Ces technologies doivent être promues, dans la mesure où elles peuvent améliorer la qualité de vie de plusieurs centaines de millions de personnes à très court terme et à un coût faible. Les opportunités de développement rural associé à la culture de plantes énergétiques doivent également être mises à profit, indique le texte.

Dans un premier temps, le WBGU préconise que des stratégies intégrées pour favoriser l'usage des bioénergies et renforcer la sécurité alimentaire soient élaborées conjointement avec les pays partenaires.

Le rapport peut être téléchargé en anglais et en allemand sur le site du WBGU

http://www.wbgu.de/wbgu_home_engl.html

8/12 des cellules photovoltaïques toujours plus performantes

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56902.htm

Des chercheurs du MIT ont développé un nouveau modèle de cellules photovoltaïques et ont ainsi réussi à augmenter fortement la puissance fournie habituellement. Les nouvelles cellules sont composées d'une fine couche de silicium comprise entre une couche anti-reflet sur le dessus, et d'une nouvelle combinaison de multi couches réfléchissantes associée à un réseau de diffraction en dessous. Les résultats obtenus ont montré qu'il était possible d'augmenter jusqu'à 50% le courant de sortie.

Les multicouches déposées sur le dessous de la cellule permettent à la lumière de rebondir plus longtemps dans la couche fine de silicium, lui donnant ainsi suffisamment de temps pour transmettre son énergie à la structure et produire un courant électrique. Selon Peter Bermel un chercheur du laboratoire d'électronique du MIT (MIT's Research Laboratory of Electronics): "Sans ce revêtement, la lumière sortirait directement dans l'air, en dehors de la structure". Toujours selon Bermel "Il est primordial d'assurer que tout rayon qui entre dans la couche parcours un long trajet dans le silicium. Le problème est de connaître la distance minimale parcourue par la lumière dans le silicium avant qu'il y ait une forte probabilité qu'elle soit absorbée" de façon à produire un courant électrique.

L'équipe a débuté son étude en lançant des milliers de simulations informatiques, jouant sur plusieurs paramètres comme l'espace entre les lignes du réseau de diffraction, l'épaisseur de silicium, le nombre de multicouches de réflexion déposé sur la surface du dessous. Ceci afin d'optimiser l'efficacité du modèle. Selon le Prof. Lionel Kimerling, le rofesseur en sciences des matériaux qui dirige le projet "les résultats simulés sont nettement meilleurs que n'importe qu'elle autre structure. Ainsi pour une fine pellicule de 2 micromètres de silicium, une augmentation d'efficacité de 50% a été mesurée lors de la conversion des rayons solaires en électricité". "Les expériences ont confirmé les prévisions, et les résultats obtenus ont déclenché un considérable intérêt industriel. Si le marché du solaire reste fort, une mise sur le marché dans les 3 ans est possible". Une publication de leur découverte est par ailleurs prévue dans le journal "Applied Physics Letters".

Le potentiel de commercialisation est grand car les substrats de silicium cristallin de haute qualité utilisés dans les cellules solaires habituelles représentent près de la moitié de leur coût. Dans cette nouvelle version ce type de silicium représente une part très faible (environ 1%) de la composition de la cellule. De l'avis de Bermel, grâce à ces recherches le solaire deviendrait une énergie compétitive sur le réseau électrique.

Le projet a été financé par plusieurs partenaires: la chaire Thomas Lord en science et ingénierie des matériaux, l'initiative MIST du MIT, le programme de la NSF consacré aux sciences et l'ingénierie des matériaux of the NSF et la recherche militaire (Army Research Office).

Mentions légales: BE Etats-Unis numéro 145 (5/12/2008) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56902.htm

7/12 les rivières: nouvelle source d'énergie renouvelable

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56896.htm

Une nouvelle technologie, baptisée VIVACE permettrait de générer de l'énergie renouvelable à partir des rivières et des faibles courants océanographiques. Cette nouvelle technique a pour but de reproduire le comportement du poisson, en utilisant les turbulences générées par un obstacle.

VIVACE ("Vortex Induced Vibrations for Aquatic Clean Energy"), dont le prototype expérimental consiste en un tuyau disposé horizontalement dans le lit d'une rivière et fixé au sol au moyen de deux trépieds verticaux, a pour objectifs de tirer profit des turbulences naturellement créé le long des berges ou en aval de ponts. Tout mouvement du tuyau induit par la rencontre d'un obstacle produit de l' énergie mécanique qui peut être convertie en électricité. Si le rendement de cette conversion a été estimé à 22 pour cent, il semblerait cependant que les chercheurs n'aient pas poussé l'expérience jusqu'à la production d'électricité.

VIVACE est ainsi le premier système technique permettant de générer de l'énergie à partir de courants dont la vitesse avoisine 3,2 km/h. Alors que la plupart des courants marins ont des vitesses inférieures à 4,8 km/h, les turbines actuellement utilisées pour la production d'énergie hydraulique nécessitent une vitesse supérieure à 8 km/h.

Si les précédentes recherches en hydraulique menées à l'université du Michigan avaient pour but d'empêcher la formation de tourbillons, les ingénieurs du département d'architecture navale et d'ingénierie marine ("Naval Architecture and Marine Engineering") s'orientent maintenant sur la compréhension et l'amplification de tels phénomènes hydrauliques. Michael Bernitsas, à l'origine de la création de VIVACE prétend ainsi avoir trouvé une énergie hydraulique renouvelable dont l'impact sur l'environnement serait minime étant donné que le système ne génère pas de mouvements rapides.

Une utilisation industrielle de cette technologie est par ailleurs envisagée sur la rivière de Detroit. Ce projet pilote, appelé à se dérouler dans les 18 mois prochains, consistera à mettre en place de nombreux cylindres repartis à intervalle régulier sur le fond de la rivière. Selon les travaux des chercheurs, l'espacement des différents prototypes devra être équivalent à quatre fois leur diamètre pour maximiser la formation de turbulences. L'université du Michigan a estimé le prix de cette technologie à 5,5 cents de dollars par kilowatt heure, alors que le prix de revient de l'énergie éolienne est d'environ 6,9 cents par Kwh.

Mentions légales: BE Etats-Unis numéro 145 (5/12/2008) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56896.htm

6/12 Plumbing the oceans could bring limitless clean energy

Note : l'idée n'est pas neuve ... cette énergie n'alimentait-elle pas la base secrète de construction de l' Espadon dans «Le Secret de l'Espadon» ( E.P. Jacobs, 1946 ) ?

http://www.newscientist.com/article/mg20026836.000

FOR a company whose business is rocket science Lockheed Martin has been paying unusual attention to plumbing of late. The aerospace giant has kept its engineers occupied for the past 12 months poring over designs for what amounts to a very long fibreglass pipe.
It is, of course, no ordinary pipe but an integral part of the technology behind Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), a clean, renewable energy source that has the potential to free many economies from their dependence on oil.
"This has the potential to become the biggest source of renewable energy in the world," says Robert Cohen, who headed the US federal ocean thermal energy programme in the early 1970s.

As the price of fossil fuels soars, private companies from Hawaii to Japan are racing to build commercial OTEC plants. The trick is to exploit the difference in temperature between seawater near the surface and deep down (see diagram).
First, warm surface water heats a fluid with a low boiling point, such as ammonia or a mixture of ammonia and water. When this "working fluid" boils, the resulting gas creates enough pressure to drive a turbine that generates power. The gas is then cooled by passing it through cold water pumped up from the ocean depths via massive fibreglass tubes, perhaps 1000 metres long and 27 metres in diameter, that suck up cold water at a rate of 1000 tonnes per second. While the gas condenses back into a liquid that can be used again, the water is returned to the deep ocean. "It's just like a conventional power plant where you burn a fuel like coal to create steam," says Cohen.
The idea of tapping the ocean's different thermal layers to generate electricity was first proposed in 1881 by French physicist Jacques d'Arsonval but didn't receive much attention until the world oil crises of the 1970s. In 1979, a US government-backed partnership that included Lockheed Martin, lowered a cold water pipe from a barge off Hawaii that was part of an OTEC system generating 50 kilowatts of electricity. Two years later, a Japanese group built a pilot plant off the South Pacific island of Nauru capable of generating 120 kilowatts.
In the first flush of success, the US Department of Energy began planning a 40 megawatt test plant off Hawaii. Then in 1981, the funding for ocean thermal technologies began to dwindle. It dried up altogether in 1995 when the price of oil began to drop, eventually falling below $20 a barrel.
Now rising fuel costs have revived interest in this neglected technology. In September, the Department of Energy awarded its first grant for ocean thermal energy in more than a decade, giving Lockheed Martin $600,000 to develop a new generation of cold water pipes.
Cohen believes this could eventually lead to 500 MW OTEC plants on floating offshore platforms sending electricity to onshore grids via submarine cables, and factory ships "grazing" the open ocean for power.
Lockheed's first goal is to get a test facility up and running. The company has got together with Makai Ocean Engineering of Waimanalo, Hawaii, to build a 10 to 20 MW plant, most likely off Hawaii, that it hopes to have up and running in the next four to six years. The plant - including a 1000-metre pipe some 4 metres in diameter - would feed electricity to the island's energy grid via submarine cables.
While Lockheed gears up for its test facility, a plant for the US military could come online even sooner. OCEES International, based in Honolulu, is finishing designs for an ocean thermal facility to be built off the island of Diego Garcia in the Indian Ocean, which is home to a major US military base.
The plant would provide 8 MW of electricity and would also power the desalination of 1.25 million gallons of seawater per day. OCEES says it could be up and running by the end of 2011.
At the moment Diego Garcia is powered entirely by diesel fuel, and base commanders see ocean thermal as a means to energy independence. "It's a strategic military installation in the middle of the Indian Ocean," says Harry Jackson of OCEES. "They don't want to rely on others to provide their power."
"I think OTEC has the potential to develop sufficient power output much quicker than wave buoys or tidal power would," says Bill Tayler, director of the US navy's Shore Energy Office. "It would take a lot of buoys to produce 8 to 10 MW of power. We're looking at them all but have our hopes on OTEC."
Still, both teams will have to work out issues such as how to connect the floating, bobbing platforms to fixed submarine power lines. Heat exchangers will have to be designed in a way that prevents excessive buildup of algae, barnacles and other marine organisms that could clog the system.
If these test plants are a success, larger, commercial-scale plants could transform the energy equation on Hawaii, where nearly 77 per cent of electricity is generated by burning oil. "It will be the major energy game changer for our state and elsewhere in the world if we can get OTEC working well at the 100 MW level or larger," says Lockheed collaborator Reb Bellinger of Makai Ocean Engineering.
But scaling up won't be easy. "A 100 MW plant might have a pipe 30 feet in diameter suspended 3000 feet. That's not a small challenge. You've got this huge structure vertically suspended. You've got a lot of stresses and strains from current, from the movement of platform on the surface - how you are going to anchor it and install it?" asks Bellinger.
Smaller designs have already run into trouble. In 2003, Indian engineers building a 1 MW ocean thermal plant attempted to lower an 800-metre cold water pipe into the ocean from a barge in the Bay of Bengal only to lose the pipe in 1100 metres of water. A new pipe met the same fate the following year. "Both times there were some winch problems and it fell to the bottom of the sea," says Subramanian Kathiroli, director of India's National Institute of Ocean Technology. "I don't think we will ever be able to go beyond 5 to 10 MW with present knowledge," he says.
Yet the technology will have to be scaled up if OTEC is ever to make a significant impact on the green power market. Hans Krock, who has worked on OTEC designs for the University of Hawaii, the US Department of Energy and others since 1980, says he's tired of testing. "Pilot tests have been done," Krock says. "It's not a matter of design, it's a matter of getting the economics right."
Krock, who founded OCEES in 1988, recently left to start Energy Harvesting Systems, a firm with ambitious plans to build a 100 MW OTEC plant off the coast of Indonesia. The electricity it generates will be used to produce hydrogen, a green fuel that could be used to power zero-emission vehicles. Krock says he has funding for the $800 million plant and it could be up and running within two years, once building contracts are finalised.
For Cohen, who has also waited decades for ocean thermal to come into its own, such a large plant seems overambitious, especially as it is coupled with the production of hydrogen, whose distribution structure is still largely undeveloped.
"Scaling up so quickly could be risky," warns Cohen. "I'd like to see us move fast on ocean thermal but I think we have to be careful."

5/12 E: sustainable garden roofs developed as a new construction material

A Spanish research study has tested different combinations of supports and indigenous plants to determine which are the best for reducing energy consumption inside buildings. This type of roof is a “rurban”, sustainable architectural solution that will lead to a reduction in environmental and acoustic contamination levels in cities, and be visually pleasing.

Researchers from the Polytechnic University of Madrid (UPM) have built a roof covered with plants and a watering system that will optimise the consumption of a building’s heating and cooling systems thanks to its insulation. It is a third-generation ecological roof, characterised by its sustainability and the use of indigenous plant species.

“The importance of the roofs”, explained Francisco Javier Neila, Professor at the UPM and co-author of the study, to SINC, “is that each geographical area requires the structures and plant species that work best”. In this case, the researchers divided the roof of an experimental building in Colmenar Viejo (Madrid) into 20 modules, and carried out a test with different supports and regional plants based on three factors: the plant growing at a good speed, the density of the biomass perfectly covering the roof and the result being visually attractive.

Indigenous species work better

In winter and summer conditions, the best performing roof has an 8 cm tank that collects rainwater and offers an even irrigation system.

Plants such as sedum (Sedum praealtum) or aptenia (Aptenia cordifolia) provide the best insulation “because they have a thick leaf and are resistant to frosts and heat”, indicated Neila. But each location where an ecological roof is installed will have its own catalogue of plants, starting with indigenous plants “because in its habitat, the plant performs better”.

The researchers also considered covering the roofs with an effective plant and decorating it with another prettier one to fulfil both requirements, but the result is difficult ,“since when a single space is shared by two species, the stronger one will predominate”, Neila explained.

There are a series of superimposed layers under the groundcover. The first is a very light special substrate which helps to drain rainwater quickly so the plant does not drown. Here, the best solution is pine bark crushed and mixed with sewage sludge.

The substrate lies on porous concrete which acts as a sieve for excess water that will end up in the tank, the capacity of which is controlled by raised floor systems similar to those that support the raised floor of an office. The water contained rises up to the roof through capillary action and enables even irrigation. Just before the building’s floor framing, the roof consists of a waterproof sheet which prevents leaks.

Between each layer an extruded polystyrene sheet is inserted which, according to the roof model, can be situated under the porous concrete or beneath the tank. Each layer also includes a sensor that measures temperature and humidity variables which can be compared with data collected by an adjoining weather station for checking any change caused by the roof during the four seasons of the year.

The researchers have also left various modules without an ecological roof to clearly demonstrate its effectiveness. “Roof areas with plants optimise better the heating and cooling of a building than a normal structure, regardless of how well insulated it is”, the expert commented to SINC.

‘Rurban movement’

The design of ecological roofs responds to the challenge of merging urban and rural lifestyles and is being developed in countries such as Germany, Switzerland, the USA and South Africa. Ecological roofs reduce pollution in cities, absorb lead and other organic components. “A forest would be less contaminated with the same intensity of urban pollution", said Neila.

These roofs will help to reduce the temperature of cities, which today are a kind of urban heat island. Scientists have also estimated that acoustic contamination would be reduced to three decibels, thanks to plant absorption.

Groundcover is therefore becoming a new type of building material but development prospects are not positive due to its high price. Neila cites Germany, “where the situation is being resolved with tax benefits, council taxes, increase in suitability for building, which means it does not cost developers so much to invest in this option”.

Referencia bibliográfica:

Francisco Javier Neila González, César Bedoya Frutos, Consuelo Acha Román. “Las cubiertas ecológicas de tercera generación: un nuevo material constructivo”. Informes de la Construcción 60 (511)15-24, 2008.

4/12 DK: new experimental research facility to identify the weakest points of wind turbine blades

On 25 November a new research facility at Risø DTU will be inaugurated. Here, scientists will be able to experiment with different physical loads on wind turbine blades, corresponding exactly to what the wind does to the blades during a lifetime. The advanced measurements will make it possible to work more focused on design and structure, thus contributing to the development of larger and stronger blades.

With the explosive growth within wind energy and several turbines with blades of 60 meters or more, there is a greater need for research into the design and structure of blades. If you just upgrade the blades without simultaneously optimizing them, the weight will increase faster than the wind turbine performance. The huge blades get relatively very heavy and therefore uneconomic if you only improve their strength by adding more material. Therefore the scientists are now working with other forms of reinforcement, for example, change of structure and support of the blade precisely where it is weakest.

"By using the latest knowledge and reinforcing the blades, we expect that the weight of tomorrow's blades can be reduced substantially," says Find Mølholt Jensen who is head of the new research test facility. Find Mølholt's PhD thesis focused on this issue, and based on his inventions Risø DTU has patented several reinforcements. One of the inventions, for instance, has proved to increase buckling strength by 30-40 percent. The implementation in the manufacturing process still remains, but Risø DTU hopes that this can be solved together with the manufactures.

Experimental Research Facility for Blade Structure
There is room for a 30-40 meter wind turbine blade in the big hall which now opens with the name Experimental Research Facility for Blade Structure. SSP Technology A/S has donated a 34m blade and the blade has been mounted with different kinds of measuring equipment, which differ significantly from the way traditionally commercial tests are performed today. 3D measuring equipment is funded by DTU globalization funds based on a joint application from Risø DTU, DTU Mechanical Engineering and DTU Civil Engineering.

The many tests and measurements are going to be used to validate seven patents on various structural reinforcements which have been taken out by Risø DTU during the past 3-5 years. They will also make it possible to evaluate and improve the methods which are being used to approve wind turbine blades

The official inauguration will be the festive end of Wind Day 2008 held by the Danish Research Consortium for Wind Energy. Director Henrik Bindslev will be present and there will be lectures on research into blade design.

http://www.risoe.dtu.dk/News_archives/News/2008/2011_indvielse_vingetestcenter.aspx?sc_lang=en

3/12 Eolienne "Zeppelin"

www.greenbazaar.be

Magenn Air Rotor System (MARS)

Cette éolienne d'un genre nouveau ne sera pas en vente avent 2009. Le premier modèle en vente sera une unité de 10 à 25 kW.

2/12 USA: production de biocarburants à partir d'algues: nouvelles opportunités et nouveaux défis

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56731.htm

Face aux réactions négatives et aux doutes grandissants vis-à-vis de l'impact des biocarburants de 1ère génération, chercheurs et industries spécialisées se sont penchés sur le potentiel d'un nouveau type de biocarburants dit "avancés" produit à partir de micro-algues.

Les Etats-Unis ont développé deux principales filières de biocarburants de 1ère génération afin de réduire leur dépendance vis-à-vis du pétrole : le bioéthanol obtenu à partir de sucre et de céréales (maïs, blé, betterave...), et le biodiesel à partir d'oléagineux (huile de colza, huile de soja...). Ces deux filières sont aujourd'hui confrontées à des contraintes de disponibilité de la matière première et de concurrence vis-à-vis de la production alimentaire ; à cela s'ajoutent les problèmes de déforestation, d'abus de biocides et d'engrais.

Depuis 2007, l'USDA dispose d'un budget de 1.6 milliard de dollars pour la recherche sur les biocarburants. La loi de 2007 sur la sécurité et l'indépendance énergétique a fixé des objectifs quantitatifs ambitieux avec un volume de production de biocarburants de 9 milliards de gallons pour 2008, objectif qui devrait progressivement passer à 36 milliards de gallons d'ici 2022. Sur ces 36 milliards de gallons, 21 milliards devront provenir de biocarburants "avancés", dont 16 milliards tirés de la biomasse cellulosique et 5 milliards de biocarburants avancés indifférenciés.

Une nouvelle filière de production, qui ne rentre pas en compétition avec les ressources alimentaires, est en phase de développement à partir de micro-algues. Les algues représentent une source très intéressante pour la production de biodiesel, du fait de la teneur importante des cellules en lipides (jusqu'à 50 à 80% de la matière sèche). La production d'huile par unité de surface cultivée pourrait être jusqu'à 600 fois plus élevée que celle obtenue à partir de soja. Les recherches et les développements sont axés en priorité sur les procédés de culture des algues et d'extraction de l'huile, dans un objectif de réduction des coûts liés à l'industrialisation. Les experts estiment qu'une commercialisation est possible d'ici 3 à 6 ans avec un coût compétitif par rapport à celui du diesel issu du pétrole.

Les micro-algues adaptées à la production de biocarburants seront sélectionnées en fonction de leur teneur en lipides, leur vitesse de développement et leur tolérance à des milieux riches en oxygène. Plusieurs groupes taxonomiques sont à l'étude : des Chlorophycées (Chlorella, Parietochloris incisa), des Diatomées (Amphora sp., Nitzchia sp.) ou des Chrisophycées. Le process de fabrication de carburant à partir d'algues consiste à les cultiver dans des grandes cuves de fermentation industrielles (photobioréacteurs), à l'obscurité, et de les alimenter en continu avec un milieu nutritif contenant du glycérol et de la cellulose.

Plusieurs sociétés privées parviennent aujourd'hui à lever des sommes importantes pour développer des procédés de production. Green Fuel technologies, basée dans le Massachusetts a récemment collecté 13,9 millions de dollars grâce à la participation de trois sociétés de capital risque. Un autre projet d'usine pilote est déjà en cours dans la ville de Holland, dans l'Etat du Michigan (7 millions de dollars sollicités auprès du gouvernement fédéral) en collaboration avec le Michigan State University. Cette ville présenterait une localisation idéale pour la culture d'algues en milieu "ouvert" ; le pilote serait placé à proximité d'une usine de traitement d'eau afin de pouvoir réutiliser le dioxyde de carbone rejeté pour la croissance des algues. L'entreprise Petrosun travaille également sur un projet de construction d'usines dans l'Arizona. Enfin, l'entreprise Solazyme en Californie a annoncé, lors du Sommet global sur le climat organisé à Beverly Hills en novembre 2008, la sortie du premier biocarburant à partir d'algues : le Soladiesel RDTM.

En comparaison avec la filière cellulosique, il semble que les microalgues soient en passe de gagner cette course du biocarburant de nouvelle génération. En effet, le biodiesel issu des algues paraît aujourd'hui plus proche du stade de l'industrialisation que le bioéthanol obtenu à partir de sources ligno-cellulosiques.

Contacts : http://www.solazyme.com/

Mentions légales: BE Etats-Unis numéro 143 (21/11/2008) - Ambassade de France aux Etats-Unis / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56731.htm

1/12 Los Angeles (AFP): les voitures électriques gagnent de nouveaux adeptes parmi les constructeurs

Malgré la baisse récente des cours du pétrole, les constructeurs automobiles sont de plus en plus nombreux à lancer des programmes de véhicules non plus seulement hybrides, mais fonctionnant à 100% à l'électricité.

Le renforcement de cette tendance s'est fait sentir au salon automobile de Los Angeles qui a ouvert ses portes cette semaine. "Le but est d'arriver à zéro émission" polluante, a indiqué le PDG de Renault-Nissan, Carlos Ghosn, lors de son discours inaugural de l'événement.

Le groupe franco-japonais est engagé dans un ambitieux programme d'"électrification", en collaboration avec plusieurs pays (Israël, Danemark, Portugal) et Etats américains (Tennessee et Oregon). M. Ghosn a indiqué que ce projet était prioritaire et ne souffrirait pas des économies rendues nécessaires par la crise actuelle.

A terme, Nissan veut proposer à ses clients toute une gamme de voitures électriques, de la citadine au 4x4, aux Etats-Unis. L'ambition est de mettre en vente ce genre de véhicules en 2012, après un programme pilote en partenariat avec l'Oregon (nord-ouest) dès 2010, a indiqué M. Ghosn.

De précédents ratés dans des programmes de voitures électriques, comme l'EV-1 de General Motors à la fin des années 1990 en Californie (ouest), qui avait été abandonné, incitent toutefois certains observateurs à la prudence.

La question des batteries reste le problème le plus important, avec toujours les problèmes de charge et d'autonomie limitée, qui empêchent ces véhicules de décoller commercialement depuis les débuts de l'automobile: elles sont lourdes, coûtent cher et leur durée de vie est limitée.

M. Ghosn compte sur l'évolution des technologies, avec des batteries lithium-ion, similaires à celles des ordinateurs portables, pour parvenir à surmonter ce problème. D'autres, comme le Sud-Coréen Hyundai, parlent déjà de batteries de nouvelle génération "lithium-polymères", plus modulables et légères.

Le mois dernier, l'Allemand Daimler avait indiqué avoir lancé un projet de véhicule électrique sur la base de sa petite Smart. A Los Angeles, BMW a présenté une Mini électrique, prototype proposé dès décembre en location de longue durée à 500 clients testeurs américains.

General Motors, depuis plusieurs salons, vante sa Chevrolet Volt, une petite berline prévue pour 2011, dont le moteur électrique permettra de rouler 60 km, soit la grande majorité des trajets, sans consommer une goutte d'essence. Un moteur thermique se mettra ensuite en marche pour recharger les batteries.

La part de marché des véhicules électriques à l'avenir reste une grande inconnue. M. Ghosn a évoqué le chiffre de 10% en 2020, soit sept millions de voitures par an dans le monde, mais il a avoué que "personne ne connaît ce chiffre".

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30/11 E: power in the desert: solar towers will harness sunshine of southern Spain

http://www.guardian.co.uk/environment/2008/nov/24/andalucia-spain-renewable-energy-technology

• Andalucia project will power 11,000 homes
• Technology exported to Morocco, Algeria and US

Solar tower plant near Seville

This PS10 solar tower plant near Seville can generate 10MW of electricity.

In the desert of southern Spain, 20 miles outside Seville, more than 1,000 mirrors are being carefully positioned. Each is about half the size of a tennis court, so the adjustments will take time. But when they are complete in a few weeks, it will mark a major moment in the quest for renewable energy.

The mirrors are part of the world's biggest solar tower plant, a technology that reflects sunlight to superheat water at a central tower. Once this €80m (£67m) plant is inaugurated in January, it will generate 20MW of electricity, enough to power 11,000 Spanish homes.

Concentrated solar power (CSP) technology, as it is known, is seen by many as a simpler, cheaper and more efficient way to harness the sun's energy than other methods such as photovoltaic (PV) panels. But CSP only works in places with clear skies and strong sunshine.

The Andalucian deserts are an ideal location, and Spain hopes the PS20 plant will enable it to take advantage of its huge solar resource and lead the field in CSP technology.
"The radiation hitting the earth is 10,000 times the consumption of energy," said José Domíngues Abascal, chief technology officer at Abengoa, the Spanish energy company behind the plant. "There is great potential in solar energy."

Abengoa has already built a smaller version of the tower technology to test that the idea works. The 11MW PS10 system has been generating electricity for almost two years. Its new design uses an area larger than 100 football pitches, with 1,255 mirrors, called heliostats, each with a collecting area of 120 sq m. These track the sun as it moves through the day and reflect the energy to the top of a 160-metre tower at the centre of the field. Here, the concentrated light is used to heat water to more than 1000C, producing steam that can turn an electricity generating turbine.

When switched on, the new plant will be the world's largest commercial CSP plant feeding electricity into a national grid. It will be also be a significant step for tower technology, seen as a candidate for the large-scale solar plants of the future.

Spanish firms are charging ahead with CSP: more than 50 solar projects around Spain have been approved for construction by the government and, by 2015, the country will generate more than 2GW of power from CSP, comfortably exceeding current national targets. The companies are also exporting their technology to Morocco, Algeria and the US.

"CSP is at the very beginning of a big boom," said José Luis García, at Greenpeace in Spain. "Spain is in a good position to develop and implement the technology. We have the sun so we are in the best position to lead in this field."

The country's clean energy targets are in line with the EU's plan to source 20% of primary energy from renewables by 2020, which means that 30% of electricity would have to come from carbon-free sources. A new EU renewables directive would increase that electricity target to 40%, but García said Spain could easily reach for more, up to 50%.

John Loughhead, executive director of the UK Energy Research Council, said that Abenoga's tower approach at the new plant was relatively efficient "because what you're doing is concentrating a very large area of sunlight on top of a very small area so you can get very high temperatures".

He added that, given the right environment, solar towers were a credible way to make clean power. "But can you make them cheap enough, will they be reliable enough, will they have the right lifetime?"

Another difficulty for potential developers is cost. In Spain, the generation costs of electricity from CSP are double those from more traditional methods. But Abascal said the price was falling as solar projects got bigger and it would match that of fossil fuel power within a decade.

For now, CSP projects across Spain are built with the promise that the government will pay a premium, known as a feed-in tariff, for any CSP electricity sent into the grid. The PS20 is part of a €1.2bn series of solar power plants based on CSP technologies including tower plants and trough-style collectors - where water is passed in tubes directly in front of parabolic mirrors that collect sunlight - and a few PV panels planned by Abengoa. The solar farm will eventually generate up to 300MW of power, enough for the 700,000 people of Seville, by 2013.

The 20MW solar tower is also a forerunner for an even more ambitious idea, one that Abascal hopes will become a standard for CSP plants in future - a 50MW version that could generate electricity around the clock. "During the day, you'd use 50% of your electricity to produce electricity and 50% to heat molten salt. During the night you use the molten salt to produce electricity."

Molten salt technology is in its early stages but Abengoa is testing the idea at a power plant in Granada. So far the company has demonstrated that it is possible to store up to eight hours of solar energy by heating tanks containing 28,000 tonnes of salt to more than 220C. "This will make it possible to have almost constant production or at least it will be able to produce energy for most of the day," said Abascal.

The European commission has identified CSP as part of its future clean energy technology plan. Earlier this year a representative from its joint research centre argued that CSP could even form a major part of a proposed EU supergrid that would transport electricity, generated in solar plants in southern Europe and northern Africa, across Europe.

The supergrid has received political support from Gordon Brown and France's president, Nicolas Sarkozy, who has commissioned a feasibility study on the project.

Graveyard generation

The Spanish town of Santa Coloma de Gramenet has placed more than 450 solar panels on top of mausoleums at its cemetery to generate power, it emerged yesterday. The crowded, working-class town outside Barcelona decided that flat, open, sun-drenched land was so scarce that the graveyard was the only viable spot to site the panels, which provide enough electricity to power 60 homes. They rest on mausoleums holding five layers of coffins. The idea was a tough sell, said Antoni Fogue, a city council member. But town hall and cemetery officials waged a campaign to explain the project and the panels were erected at a low angle, to be as unobtrusive as possible."This installation is compatible with respect for the deceased and for the families of the deceased," Fogue said.

29/11 Putting a green cap on garbage dumps

Growing plants and trees on dumps could help save the planet

Landfill sites produce the greenhouse gases, methane and carbon dioxide, as putrescible waste decays. Growing plants and trees on top of a landfill, a process known as 'Phytocapping', could reduce the production and release of these gases, according to Australian scientists writing in a forthcoming issue of International Journal of Environmental Technology and Management.

Despite legislative pressures to reduce landfill use, in certain parts of the world it remains the most economical and simplest method of waste disposal.

Biodegradation of organic matter in a landfill site occurs most rapidly when water comes into contact with the buried waste, explains Kartik Venkatraman and Nanjappa Ashwath of the Department of Molecular and Life Sciences, at Central Queensland University (CQU), Rockhampton, Australia. They point out that conventional approaches to reducing this effect involve placing compacted clay over the top of a landfill to form a cap that minimizes percolation of water into the landfill.

Some sites do not attempt to prevent water percolation and biodegradation and instead install gas collection systems to trap the methane released.

The use of clay capping has generally proved ineffective in trials in the USA, the researchers say. The problem being that in arid regions the clay cap dries out and cracks allowing water to easily percolate into the landfill. Equally problematic, methane gas collection is an inordinately expensive option for many Australian landfills that do not reach the methane production threshold to enable efficiency.

Hence, a new technique, known as phytocapping, which involves placing a layer of top soil and growing dense vegetation on top of a landfill, was successfully trailed at Rockhampton's Lakes Creek Landfill not far from Central Queensland University. This research was conducted by Kartik Venkatraman and Nanjappa Ashwath (CQU) in conjunction with the Rockhampton Regional Council and Phytolink Pty LTD.

Selected plant species are established on an unconsolidated soil placed over the waste. The soil acts both as "storage" and "sponge" and the plants as "bio-pumps" and "rainfall interceptors". For an effective site water balance, it is important that appropriate plant species are chosen and the soil depth optimized. As such, the team has investigated the effects of different ranges of species as well as soil depth.

The team's studies of the benefits of a landfill phytocap show that the approach can reduce surface methane emission four to five times more than the adjacent un-vegetated site. They found that a cap of 1400 mm thickness also reduces surface methane emissions 45% more than a cap half as thick.

The team also looked at the effects of nineteen tree species, including acacias, figs, eucalyptus, and other Australian native species, growing in the phytocap to determine which species are most effective at reducing water percolation and methane emissions. The root system acts as a good substrate to methanogens, which oxidizes methane thereby reducing methane emission into the atmosphere.

The benefits of phytocapping include, cutting in half the cost of landfill remediation and providing biodiversity corridors along which wild species can travel. The process also inverts the aesthetic qualities of landfills adjacent to urban communities, and in some cases, introduces economical benefits such as timber and fodder. "The establishment of phytocaps would offer an additional and economical way of reducing methane emission from landfills," the researchers conclude.

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"Can phytocapping technique reduce methane emission from municipal landfills?" by Kartik Venkatraman and Nanjappa Ashwath in Int. J. Environmental Technology and Management, 2009, 10, 4-15

Contact: Kartik Venkatraman
k.venkatraman@cqu.edu.au
Inderscience Publishers

28/11 solar-powered sea slug harnesses stolen plant genes

http://www.newscientist.com/article/dn16124

Elysia chlorotica, the solar-powered sea slug, is about 3 cm long (Image: PNAS)

It's the ultimate form of solar power: eat a plant, become photosynthetic. Now researchers have found how one animal does just that.

Elysia chlorotica is a lurid green sea slug, with a gelatinous leaf-shaped body, that lives along the Atlantic seaboard of the US. What sets it apart from most other sea slugs is its ability to run on solar power.

Watch a video of the solar-powered slug here. ( http://brightcove.newscientist.com/services/player/bcpid980795828?bclid=1904732932&bctid=3188438001 )

Mary Rumpho of the University of Maine, is an expert on E. chlorotica and has now discovered how the sea slug gets this ability: it photosynthesises with genes "stolen" from the algae it eats.

She has known for some time that E. chlorotica acquires chloroplasts - the green cellular objects that allow plant cells to convert sunlight into energy - from the algae it eats, and stores them in the cells that line its gut.

Young E. chlorotica fed with algae for two weeks, could survive for the rest of their year-long lives without eating, Rumpho found in earlier work.

But a mystery remained. Chloroplasts only contain enough DNA to encode about 10% of the proteins needed to keep themselves running. The other necessary genes are found in the algae's nuclear DNA. "So the question has always been, how do they continue to function in an animal cell missing all of these proteins," says Rumpho.

Gene 'theft'

In their latest experiments, Rumpho and colleagues sequenced the chloroplast genes of Vaucheria litorea, the alga that is the sea slug's favourite snack. They confirmed that if the sea slug used the algal chloroplasts alone, it would not have all the genes needed to photosynthesise.

They then turned their attention to the sea slug's own DNA and found one of the vital algal genes was present. Its sequence was identical to the algal version, indicating that the slug had probably stolen the gene from its food.

"We do not know how this is possible and can only postulate on it," says Rumpho, who says that the phenomenon of stealing is known as kleptoplasty.

One possibility is that, as the algae are processed in the sea slug's gut, the gene is taken into its cells as along with the chloroplasts. The genes are then incorporated into the sea slug's own DNA, allowing the animal to produce the necessary proteins for the stolen chloroplasts to continue working.

Another explanation is that a virus found in the sea slug carries the DNA from the algal cells to the sea slug's cells. However, Rumpho says her team does not have any evidence for this yet.

In another surprising development, the researchers found the algal gene in E. chlorotica's sex cells, meaning the ability to maintain functional chloroplasts could be passed to the next generation.

The researchers believe many more photosynthesis genes are acquired by E. chlorotica from their food, but still need to understand how the plant genes are activated inside sea-slug cells.

Human photosynthesis ?

Greg Hurst of Liverpool University in the UK says that DNA jumping from one species to another is not unheard of but that normally the DNA does not appear to function in the new species.

"Here we have something going across and working in an entirely different context, which is altogether more interesting," he told New Scientist.

"There was an example recently of a whole bacterial genome that ended up in a fruit fly species, but no-one knows if it functions," he says. "What is really unique here is the fact that the gene is transferred and appears to function."

Other animals are able to harness sunlight after eating plants, says Rumpho, but this is only because they acquire entire plant cells, which is very different to transforming an animal cell into a solar-powered plant-animal hybrid.

It is unlikely humans could become photosynthetic in this way. "Our digestive tract just chews all that stuff up - the chloroplasts and the DNA," she adds.

Journal reference: Proceedings of the National Academy of Sciences (DOI: 10.1073/pnas.0804968105)

27/11 the world's smallest panels

http://www.thenakedscientists.com/HTML/content/news/news/1515/

The world’s most minute solar panel cells have been built and tested and one day in the not too distant future they could be used to power even tinier microscopic machines.

The solar panels were built by Xiaomei Jiang and her team of researchers from the University of South Florida in the States.

Their study published in the Journal of Renewable and Sustainable Energy describes how they built tiny solar panels about the size of a lower case o in 12 point font on a computer.

To make these tiny solar cells the researchers didn’t simply take normal photovoltaic solar panels – the kind you might see on rooftops – and make them much smaller.

Regular solar panels are built on a brittle backing material made of silicon, similar to the sort of thing computer chips are built on. Instead, these tiny solar cells are based on an organic polymer that has the same properties as silicon, but that can be dissolved into a fluid and printed into a flexible backing material. Theoretically, this organic material could be sprayed on any surface that is exposed to sunlight.

Jiang and her team are developing these tiny panels with the hope that they will one day power a type of microscopic sensor that can be used for detecting dangerous chemicals and toxins.

These detectors are built from carbon nanotubes, the tiny cylinders of carbon that are 50 thousand times thinner than a human hair. The idea is that when the nanotubes are hooked up to a power source of around 15 volts, they can detect small amounts of particular chemicals by measuring the electrical changes that occur when chemicals enter the tubes; the exact change in charge is an indicator of what type of chemical is present.

So far, the team have put together an inch-long array of 20 of these tiny solar cells which has been enough to generate just 7.8 volts. The next step will be to optimize the cells so they produce enough power for the microscopic chemical detectors, which they think they will be able to do in the next generation of solar cells that should be ready by the end of the year.

References

- Xiaomei Jiang; "Fabrication of organic solar array for applications in microelectromechanical systems"; Journal of Renewable and Sustainable Energy; November 6, 2008.

26/11 Buying the greenhouse gas
http://web.mit.edu/newsoffice/2008/bury-greenhouse-1117.html

New tool could aid safe underground storage of CO2

To prevent global warming, researchers and policymakers are exploring a variety of options to significantly cut the amount of carbon dioxide that reaches the atmosphere. One possible approach involves capturing greenhouse gases such as carbon dioxide at the source -- an electric power plant, for example -- and then injecting them underground.

While theoretically promising, the technique has never been tested in a full-scale industrial operation. But now MIT engineers have come up with a new software tool to determine how much CO2 can be sequestered safely in geological formations.

The work will be reported Nov. 18 at the 9th International Conference on Greenhouse Gas Control Technologies (GHGT-9), to be held Nov. 16-20 in Washington, D.C.
According to the 2007 MIT study, "The Future of Coal," and other sources, capturing CO2 at coal-burning power plants and storing it in deep geological basins will mitigate its negative effects on the atmosphere.

However, injecting too much CO2 could create or enlarge underground faults that may become conduits for CO2 to travel back up to the atmosphere, said Ruben Juanes, assistant professor of civil and environmental engineering (CEE) and one of the authors of the work. "Our model is a simple, effective way to calculate how much CO2 a basin can store safely. It is the first to look at large scales and take into account the effects of flow dynamics on the stored CO2," he said.

Already Juanes and co-author CEE graduate student Michael L. Szulczewski have applied their model to the Fox Hills Sandstone in the Powder River basin straddling Montana and Wyoming. They found that the formation would hold around 5 gigatons of CO2 -- more than half of all the CO2 emitted by the United States each year.

A geological basin is a large underground bowl between 100 and 1,000 kilometers wide and 5,000 kilometers deep that has filled over millennia with layers of sand, fine-grained clays, and other sediments that are eventually consolidated into porous rock. Some of the layers contain brine and are called deep saline aquifers. CO2 would be injected into the aquifers through wells.

The MIT model predicts how much a plume of CO2 will migrate from its injection well and the path it is likely to take due to underground slopes and groundwater flow.
"A lot of people have done studies at small scales," Szulczewski said. "If we're going to offset emissions, however, we're going to inject a lot of CO2 into the subsurface. This requires thinking at the basin scale."

"Despite the fact that our model applies at the basin scale, it is very simple. Using only pen and paper, you take geological parameters such as porosity, temperature and pressure to calculate storage capacity," Szulczewski said. "Other methods suffer from major shortcomings of accuracy, complexity or scale."

Juanes studies a phenomenon called capillary trapping, through which CO2, liquefied by the pressure of the Earth, is trapped as small blobs in the briny water (picture bubbles of oil in vinegar). The CO2 dispersed throughout the basin's structural pores eventually dissolves and reacts with reservoir rocks to precipitate out into harmless carbonate minerals.

CO2 has been sequestered in small pilot projects in Norway, Algeria and elsewhere. In 2004, 1,600 tons of CO2 were injected 1,500 meters into high-permeability brine-bearing sandstone of the Frio formation beneath the Gulf coast of Texas. Current proposals call for injecting billions of tons within the continental United States.
The GHGT-9 conference is organized by MIT in collaboration with the IEA Greenhouse Gas R&D Programme (IEA GHG), with sponsorship from the U.S. Department of Energy.

This research was supported by the McClelland Fund, administered by the MIT Energy Initiative, and by the Reed Research Fund.

greenhouse emissions, carbon dioxide, Powder River

Schematic that illustrates the application of MIT's new mathematical model to the sequestration of carbon dioxide in the Powder River basin, between the statesof Wyoming and Montana. Shown are a plan view (left) and avertically magnified cross section of the basin (right). Carbon dioxide is injected from a line-drive array of wells (black line) fora period of decades. The extent of the CO2 plume at the end of theinjection period is shown in dark blue. After injection, the plumecontinues to migrate in the direction of the regional groundwater flow(indicated by black arrows). During this process, part of the CO2 is trapped by capillary forces and left behind in the form of immobile blobs. The amount of CO2 injected in the basin is designed such that the footprint of the plume when all the CO2 is trapped (light blue) remains within the boundaries of the basin.

25/11 USA: un concentrateur solaire de 1500 watts
http://www.enerzine.com/603/6343+un-concentrateur-solaire-portable-de-1-500-watts+.html

GreenField Solar, une startup basée à Cleveland - dans l'État de l'Ohio - a développé un concentrateur solaire unique en son genre et qu'elle considère comme l'avenir de l'énergie solaire.

Léger et compact, le système est capable de concentrer 900 fois la lumière du soleil pour produire 1500 watts de puissance. D'une hauteur de 5,5 mètres et d'une envergure de 4 mètres, le générateur est assez petit pour être entreposé dans une arrière-cours. L'installation se déroule en une demi-journée, sans l'usage d'une grue et avec seulement 2 personnes !
Le concentrateur utilise 28 mirroirs en aluminum disposés en aile afin de former une courbe parabolique. La sortie du concentrateur est représentée par un faisceau lumineux amplifié (jusqu'à 900 fois) et focalisé sur deux bandes de 100 modules solaires (1 module = 40 couches de cellules solaires), mesurant chacune 25,4 cm.

Les cellules solaires affichent un taux de rendement d'environ 20% pour la production d'électricité, à comparer aux 12 % des panneaux solaires classiques.
Comme les concentrateurs solaires sont conçus pour suivre le soleil de l'aube au crépuscule, à l'aide de trackers (pisteurs), la collecte et la production d'énergie sont d'autant plus importantes.

La société précise enfin que les générateurs fabriqués en séries coûteront environ 6 000 dollars pièce, soit un coût de 4$ par watt.
GreenField Solar a réussi à soulever 1,5 millions de dollars au début de cette année. Plus d'une douzaine de commandes auraient déjà été passée.

http://blog.cleveland.com/pdgraphics/2008/11/16FGSOLAR.pdf

24/11 F: stockage de l'hydrogène: une technologie du CEA obtient les meilleures performances européennes

http://www.cea.fr/le_cea/actualites/stockage_hydrogene_resultats_cea-12310

Projet intégré au 6ème Programme Cadre de Recherche et Développement de l’Union Européenne, le projet StorHy a tenu sa réunion finale en juin à Poissy (Yvelines), dans les locaux de PSA Peugeot-Citroën-Automobiles. Parmi les différentes technologies de stockage embarqué étudiées (stockage solide, cryogénique et hyperbare), les experts de la Commission européenne et les représentants des 40 partenaires européens (industriels et académiques) du projet ont fait le point sur 54 mois de développements focalisés sur les technologies de stockage de l’hydrogène.

Ces réservoirs, développés en partenariat avec le fabricant Ullit, stockent l’hydrogène sous forme gazeuse. La partie interne du réservoir (le liner), assurant l’étanchéité de l’hydrogène, est réalisée en polymère selon un procédé innovant de synthèse et transformation simultanées. Cette technologie a fait l’objet de brevets par le CEA et AIR LIQUIDE et est licenciée à la société ULLIT pour son industrialisation. La coque composite externe assure quant à elle la résistance et la protection mécaniques. Elle est constituée par enroulement filamentaire et utilise des matériaux issus de l’aéronautique comme les fibres de carbone.

Cette technologie est actuellement la seule à satisfaire les trois principaux critères issus des cahiers des charges européens pour le stockage embarqué à 700 bars :

• Durée de vie : pour représenter leur vieillissement au cours de la vie d’un véhicule, les réservoirs CEA ont fait la preuve de leur résistance à plus de 15 000 cycles de remplissage (20-875 bars) sans perte notable de propriétés (norme en vigueur) ;
• Etanchéité : le taux de fuite des réservoirs CEA était a minima 20 fois inférieur à la valeur demandée par la norme (1cm3/L/h) ;
• Sécurité : les réservoirs du CEA ont démontré leur résistance à des pressions internes supérieures à la pression d’éclatement fixée par la norme (1645 bars, près de 2,5 fois la pression de service).

L’utilisation de 3 réservoirs compacts du même format que celui présenté à StorHy, soit 3 fois 34 litres de volume interne, permet d’embarquer environ 4,5 kg d’hydrogène. Cette configuration permet d’envisager avec les technologies actuelles une autonomie d’environ 500 km pour une voiture familiale équipée d’une pile à combustible PEMFC de 70 à 80 kW.

Le CEA poursuit ses recherches au sein de l’ANR, d’OSEO et de la ‘Joint Technology Initiative’ européenne sur l’hydrogène. Ces recherches visent à accélérer la maturité industrielle de ce type de réservoirs et faciliter leur intégration dans un véhicule : optimisation des densités d’énergies stockées, mise en place de la connectique et des capteurs pour la maintenance ; adaptabilité de la forme du réservoir au véhicule ; intégration dans un système complet PAC et surtout réduction des coûts.

23/11 USA: des cellules solaires miniatures pour des MEMS autonomes

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/technologie-1/d/des-cellules-solaires-miniatures-pour-des-mems-autonomes_17278/

Construites comme des circuits intégrés, ces cellules photovoltaïques peuvent alimenter des nanomécanismes (MEMS) et ne mesurent qu'un millimètre carré, une surface que les chercheurs sont sûrs de pouvoir diviser par dix.

Les nanotechnologies produisent avec régularité de nouvelles familles de capteurs, pour mesurer pressions et températures ou détecter la présence de substances chimiques dans l'environnement (eau, atmosphère) ou dans le corps humain. Mais il reste un problème à résoudre : l'alimentation électrique. A côté de ces systèmes miniaturisés, à peine visibles à l'œil nu, voire invisibles, la plus modeste des piles bouton est d'un gigantisme incongru. Il faut donc aussi réduire la taille des sources électriques, un objectif que visent de nombreuses équipes.

Celle de Xiaomei Jiang, du Department of Physics (University of South Florida, Tampa, Floride) s'est attelée au cas des cellules photovoltaïques et a utilisé la photolithographie, technique classique de la fabrication de circuits électroniques. Leur cellule mesure seulement 1 millimètre carré et le prototype réalisé en contient 20, occupant 2,2 centimètres carrés. L'anode est constituée d'un oxyde métallique (alliage d'étain et d'indium), avec une cathode d'aluminium. Entre les deux est installée la couche dite active, c'est-à-dire photosensible. Elle est composée de l'association désormais considérée comme la plus prometteuse pour les cellules photovoltaïques, de deux molécules organiques, le P3HT et le PCBM.

Puissance électrique miniature...

Le premier est un polymère organique (polyhexylthiophène) et le second (ester méthylique d'acide butyrique) est un dérivé du fullerène (molécule de forme sphérique comportant 60 atomes de carbone). Ces deux composés forment ce que l'on appelle une hétérojonction, c'est-à-dire une jonction entre deux matériaux semi-conducteurs différents. Dans ce couple, le P3HT est un donneur d'électrons et le PCBM un accepteur.

Sous un éclairage standardisé (dit AM 1.5 dans le domaine des cellules photovoltaïques) de 132 mW/cm², ce réseau de vingt cellules fournit 55 microampères avec une tension de 7,8 volts. On est très loin des besoins du plus économe des baladeurs mais cette modeste production peut suffire à des MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems), des systèmes micromécaniques réalisés avec les techniques de microgravure utilisées pour la confection des circuits électroniques et comportant un ou plusieurs éléments mobiles. Servant de capteurs ou d'actionneurs, ils fonctionnent à l'électricité mais en réclament très peu.

Dans la revue The Journal of Renewable and Sustainable Energy (JRSE), les auteurs de l'étude affirment que la technique mise au point permettrait de réaliser des réseaux de cellules de 0,01 millimètre carré. L'équipe s'emploie maintenant à concrétiser cette promesse mais aussi à augmenter la tension électrique fournie.

Réduit à une taille minuscule, un dispositif comportant un ou plusieurs MEMS et un tel capteur solaire serait complètement autonome pourvu qu'il ait un peu de lumière, provenant du soleil ou d'éclairages artificiels. Pour contrôler la qualité de l'air ambiant, détecter une molécule toxique ou effectuer différentes mesures, il suffirait alors d'un appareil plus petit qu'un confetti.

22/11 D: inauguration d'un bâtiment intelligent "inHaus2" à Duisbourg

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56633.htm

Le centre d'innovation baptisé "inHaus2" a été inauguré le 5 novembre 2008 à Duisbourg. Ce bâtiment intelligent a été développé par la société Fraunhofer en partenariat avec l'entreprise HOCHTIEF GmbH et se décline aujourd'hui suivant différents types de pièces (bureaux, salle de séminaire ou de conférence, laboratoires de recherche, etc.) (voir aussi [1]).

La particularité du bâtiment réside avant tout dans l'emploi de technologies efficaces et innovantes pour la climatisation, le chauffage et l'aération. L'idée principale repose sur l'utilisation de la terre comme source et puits d'énergie naturels, où sont installées 12 sondes géothermiques de 120 m de profondeur. Ainsi, en hiver, une pompe à chaleur permet l'alimentation en chaleur du bâtiment, le reste du besoin en énergie étant couvert par du chauffage à distance, dont le principe est basé sur la cogénération [2]. A l'inverse, en été, le sol est utilisé pour le refroidissement : la pompe à chaleur retire l'excédent de chaleur du bâtiment et le conduit dans le sol. Une climatisation par sorption complète ce processus de refroidissement, tout en déshumidifiant l'air frais à la surface d'un film de ruissellement et à l'aide d'une solution saline. L'immeuble comporte également différents éléments de construction thermoactifs : noyau de béton climatisant, panneaux refroidissants, etc.

Pour accomplir ses travaux, l'Institut Fraunhofer de recherche sur les systèmes énergétiques solaires (ISE) a coopéré avec l'Institut Fraunhofer de physique du bâtiment (IBP), celui des circuits microélectroniques et systèmes (IMS) ainsi que l'Institut Fraunhofer de gestion et d'organisation du travail (IAO) et différents partenaires industriels (Josef Gartner GmbH, HOCHTIEF Aktiengesellschaft, Kermi GmbH, Kieback&Peter GmbH & Co. KG, menerga GmbH, Minol Messtechnik W., Lehmann GmbH & Co. KG, SAINT-GOBAIN ISOVER G+H AG, Viega GmbH & Co. KG, Wilo SE, Wolf Klimatechnik GmbH, ZENT-FRENGER Gesellschaft für Gebäudetechnik mbH).

En savoir plus:

[1] "Des bâtiments intelligents développés par les sociétés Fraunhofer et HOCHTIEF", BE Allemagne 289 - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/34003.htm - 07/06/2006
- [2] Article de Wikipedia sur la cogénération, http://fr.wikipedia.org/wiki/Cog%C3%A9n%C3%A9ration

Mentions légales: BE Allemagne numéro 411 (12/11/2008) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56633.htm

21/11 D: une installation pilote de recyclage de CO2 par les algues

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56631.htm

Le 6 novembre 2008, le Ministre-Président de Rhénanie du Nord-Westphalie, Jürgen Rüttgers, a inauguré une installation de production d'algues près de la centrale électrique du groupe RWE à Bergheim-Niederaußem, permettant d'en absorber et filtrer le CO2 à l'aide de microalgues. Cette installation pilote, fruit d'une coopération entre le Centre de recherche de Jülich, l'entreprise RWE et l'Université Jacobs de Brème, réunit toutes les conditions optimales pour les algues.

"Ce projet montre que des centrales à charbon de haute efficacité et une protection innovante du climat ne sont pas forcément incompatibles", déclare Sebastian Schmidt, membre du comité directoire du Centre de recherche de Jülich. Dans cette installation d'environ 600 m2, les algues seront approvisionnées en CO2 directement par les gaz sortant de la centrale. Par rapport aux végétaux terrestres, les algues présente un taux de croissance sept à dix fois plus élevé et absorbent ainsi plus de CO2. La masse résultante fait l'objet de recherches, dans le but de la valoriser, pour du biogaz par exemple.

Au-delà du CO2, d'autres facteurs sont importants : la température, la lumière, les nutriments. La paroi en verre développée à Jülich permet, en plus d'une bonne isolation thermique, d'augmenter la quantité de lumière dans l'installation pilote, ainsi que sa qualité, le matériau étant transparent aux UV. Elle permet en outre une bonne diffusion de la lumière, si bien que la solution d'algues est éclairée de manière homogène.

L'apport de nutriments et de CO2 est également régulé : des capteurs sont présents afin de surveiller le taux de croissance des algues et, en cas de besoin, de l'optimiser. Pour le Président du comité directoire de RWE AG, Jürgen Großmann, "il est important de penser, non seulement à réduire et piéger le CO2 dans des formations géologiques, mais aussi à développer des approches pour le valoriser, et c'est ce que nous faisons avec ce projet".

Mentions légales: BE Allemagne numéro 411 (12/11/2008) - Ambassade de France en Allemagne / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56631.htm

20/11 E: new system proposed to optimise combined energy use

Engineers from the University of Zaragoza have developed an algorithm that can optimise hybrid electricity generation systems through combined use of renewable energies, such as photovoltaic and wind power, and non-renewables, such as diesel. Their study, published online in the magazine Renewable Energy, envisions storing the energy in batteries or hydrogen tanks.

“The objective of this project is to minimise both the costs and polluting emissions generated by energy production within isolated systems in the electric network, as well as reducing the amounts of unprovided energy (energy required by appliances and devices, but which cannot be supplied)” Rodolfo Dufo, one of the authors of the study and a researcher at the Higher Polytechnic Centre of the University of Zaragoza, told SINC.

The engineers looked at isolated installations, which are provided with electric energy from photovoltaic solar panels, aerogenerators – sometimes known as windmills – and diesel generators, which use electrochemical (normally lead acid) batteries or hydrogen (by means of electrolysers, hydrogen tanks and fuel batteries) for storage. They have also looked into the possibility of redirecting the hydrogen for external uses, such as powering a vehicle, for example. “The optimisation of all these systems is a very complex process, and classic optimisation techniques are not usually appropriate in these cases due to the high computational costs they incur,” said Dufo.

The study, published in the magazine Renewable Energy, is the first time a mathematical algorithm known as SPEA (Strength Pareto Evolutionary Algorithm) has been used for the optimal “multi-objective” designing of hybrid electric energy generation systems.

The algorithm provides an optimum range of solutions (known as ‘pareto’), from which the designer can choose the most appropriate according to the relevant budgetary conditions, acceptable levels of pollutant emissions, and the amount of unprovided energy involved. Optimisation using SPEA allows a range of possible solutions to be obtained “within a reasonably short timescale”.

This method has been used to start testing a new design of isolated energy system using exclusively renewable sources (photovoltaic, wind, hydrogen and batteries), based at the Foundation for the Development of New Hydrogen Technologies’ facilities in the Walqa Technology Park in Huesca, Aragon. The device is already operational, but the researchers are currently working on data collection in order to be able to obtain results to ensure the system’s optimal configuration.

“Given the current energy crisis and the threat of climate change, isolated electrical network systems such as this are going to become ever more important, since they can simultaneously optimise costs, pollutant emissions and unprovided energy”, said the engineer.

http://www.plataformasinc.es/

19/11 USA: Biodiesel flight across the U.S

http://www.sciam.com/blog/60-second-science/post.cfm?id=biodisel-flight-across-the-us-2008-11-13&sc=DD_20081114

Making a few stops along the way, BioJet 1 went 1,776 miles of a 2,486-mile journey from Reno, Nev., to Leesburg, Fla., exclusively on biodiesel. The fuel in question, made by Lake Erie Biofuels, was a blend of soy and animal fats turned to diesel.

The Aero L-29 jet kept the biodiesel from congealing at high altitude by continuously heating it—and landing every 300 miles or so to refuel. The flight is a proof of principle, according to Green Flight International CEO Doug Rodante, and is aimed at addressing the carbon dioxide (CO2) emissions from burning jet fuel -- roughly 3 percent of total worldwide greenhouse gas emissions, according to the U.N. Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), but released in a very bad spot—high in the atmosphere.

"In aviation, there is a tremendous carbon output with jet airliners," Rodante told me. "Not enough is being done fast enough even though we are seeing ice sheets melting around us."

This past February, Virgin Atlantic flew a Boeing 747 from London to Amsterdam on a blend of 20 percent coconut and babassu biofuel and 80 percent kerosene and Air New Zealand plans to fly on a 50–50 blend on December 3. That biofuel will be made by UOP Honeywell from jatropha, a woody shrub from Africa that produces oily seeds.

But algae would be an even more sustainable source of the biofuel, because the tiny plants don't need to grow on land that could be used for food crops and can thrive on waste water. Green Flight International hopes to demonstrate such an algal jet fuel next. "Then," says CEO Doug Rodante, "we're going for the around the world."

18/11 USA: des réacteurs nucléaires miniatures en vente libre (!)

http://www.futura-sciences.com/fr/news/t/physique-1/d/des-reacteurs-nucleaires-miniatures-en-vente-libre_17323/

Une société américaine met sur le marché un réacteur nucléaire miniaturisé, gros comme une cuve à mazout, et capable d'alimenter 20.000 foyers américains, donc bien plus dans les autres pays du monde.

Aux Etats-Unis, on peut déjà commander une centrale nucléaire privée. Estampillée « clean and safe » (propre et sûre), elle produirait une électricité garantie zéro effet de serre. C'est ce qu'explique sur son site la société Hyperion Power Generation. L'entreprise, basée à Sante Fe (Nouveau-Mexique, Etats-Unis), a effectivement mis à son catalogue un système complet et compact, le HPM (Hyperion Power Module), de forme à peu près cylindrique, d'un diamètre d'un peu plus de 1,50 mètre. D'après les dessins montrés, très sommaires, la hauteur serait d'environ trois mètres.

Sa puissance serait de 25 MW, ce qui, d'après Hyperion, correspond à la consommation d'environ 20.000 foyers aux Etats-Unis (effectivement estimée à 11.000 kWh/an). Un module HPM pourrait donc alimenter une petite ville. Dans tous les autres pays du monde, cette puissance conviendrait à un nombre de personnes nettement plus important. Au tarif annoncé de 25 millions de dollars (environ vingt millions d'euros), le prix de revient par foyer semble compétitif. Un HPM pourrait aussi être envisagé pour un site industriel, une installation militaire ou pour alimenter des installations dans des lieux isolés. D'ailleurs, affirme l'entreprise, les carnets de commande sont pleins et Hyperion serait déjà sûre de vendre une centaine d'unités. Les premiers exemplaires seront produits en 2013 et les acheteurs se présentant aujourd'hui ne seront livrés qu'en 2014. Entre 2013 et 2023, Hyperion prévoit une production de 4.000 réacteurs.

Enfouie, cette pile nucléaire se ferait oublier et fournirait de l'électricité pendant des années. Hyperion donne ici l'exemple d'une installation de purification d'eau. © Hyperion Power Generation

Risque zéro, affirme le vendeur

La première commande ferme serait venue de la République tchèque, de la part de l'entreprise TES. Une autre proviendrait de Roumanie, mais, interrogés, des responsables du comité national du contrôle de l'énergie nucléaire affirment n'avoir entendu parler de rien de ce genre.

Le réacteur HPM utiliserait de l'uranium faiblement enrichi, c'est-à-dire contenant moins de 20% d'uranium 235, un combustible habituellement utilisé dans les centrales nucléaires. Mais ce réacteur « ne comporte aucune partie mobile, explique John Deal, le président de la société, et il est impossible d'avoir un accident du type de celui Tchernobyl ». Selon Hyperion, la masse critique (au-delà de laquelle se déclenchent des réactions en chaîne) ne peut pas être atteinte.

Par ailleurs, la quantité de combustible nucléaire est faible et l'engin n'est pas destiné à être ouvert durant sa durée de fonctionnement, qui serait de 5 à 10 ans. Au bout de ce laps de temps, cette « pile », comme l'appelle parfois Hyperion, laisserait un résidu de la taille d'une noix de coco qui serait facilement recyclé. Par ailleurs, se servir de cet uranium pour réaliser une bombe atomique serait inenvisageable, explique Hyperion.

Bien des détails techniques manquent pour se faire une idée plus précise des performances et des dangers potentiels mais remarquons qu'Hyperion n'est pas le premier à plancher sur ce sujet. Toshiba a testé un réacteur baptisé 4S (Super Safe, Small and Simple) de petite taille mais toutefois nettement plus grand que le HPM.

L'idée fera-t-elle des émules ?

A peine 1,50 mètre de diamètre et complètement autonome, un module HPM pourrait être installé dans un jardin. © Hyperion Power Generation

A peine 1,50 mètre de diamètre et complètement autonome, un module HPM pourrait être installé dans un jardin. © Hyperion Power Generation

http://www.hyperionpowergeneration.com/

17/11 Hydrogen tank lighter than battery

http://www.nwo.nl/nwohome.nsf/pages/NWOA_7KDFJG_Eng

Top hydrogen-absorbing metal alloy sixty percent lighter than battery

Dutch-sponsored researcher Robin Gremaud has shown that an alloy of the metals magnesium, titanium and nickel is excellent at absorbing hydrogen. This light alloy brings us a step closer to the everyday use of hydrogen as a source of fuel for powering vehicles. A hydrogen ‘tank’ using this alloy would have a relative weight that is sixty percent less than a battery pack. In order to find the best alloy Gremaud developed a method which enabled simultaneous testing of thousands of samples of different metals for their capacity to absorb hydrogen. The British company Ilika in Southampton has shown considerable interest.

Hydrogen is considered to be a clean and therefore important fuel of the future. This gas can be used directly in cars in an internal combustion engine, like in BMW’s hydrogen vehicle, or it can be converted into electrical energy in so-called fuel cells, like in the Citaro buses in service in Amsterdam.

The major problem of using hydrogen in transport is the secure storage of this highly explosive gas. This can be realised by using metals that absorb the gas. However, a drawback of this approach is that it makes the hydrogen ‘tanks’ somewhat cumbersome.

The battery, the competing form of storage for electrical energy, comes off even worse. Driving four hundred kilometres with an electric car, such as the Toyota Prius, would require the car to carry 317 kilos of modern lithium batteries for its journey. With Gremaud’s light metal alloy this same distance would require a hydrogen tank of ‘only’ two hundred kilos. Although this new metal alloy is important for the development of hydrogen as a fuel, the discovery of the holy grail of hydrogen storage is still some way off.

Hydrogenography

In his research Gremaud made use of a technique for measuring the absorbance of hydrogen by metals, based on the phenomenon of ‘switchable mirrors’ discovered at the VU University Amsterdam. About ten years ago researchers at the VU discovered that certain materials lose their reflection by absorbing hydrogen. This technique became known as hydrogenography, or ‘writing with hydrogen’. Using this technique, Gremaud was able to simultaneously analyse the efficacy of thousands of different combinations of the metals magnesium, titanium and nickel. Traditional methods require separate testing for each alloy.

The analysis requires each of the three metals to be eroded from an individual source and deposited onto a transparent film in a thin layer of 100 nanometres using so-called sputtering deposition. This ensures that the three metals are deposited onto the film in many different ratios. When the film is exposed to different amounts of hydrogen, it is clearly visible, even to the naked eye, which composition of metals is best at absorbing hydrogen.

Gremaud is the first to use this method for measuring hydrogen absorption. The British company Ilika in Southampton wants to build a hydrogen analyser using this technique.
Gremaud’s research was funded by NWO Chemical Sciences as part of the National Programme ‘Sustainable Hydrogen’.

For further information please contact:

Dr Robin Gremaud (VU University Amsterdam)

+31 20 444 7459, gremaudr@nat.vu.nl

www.nat.vu.nl/~gremaudr

The doctoral thesis was defended on 16 October 2008.

Supervisor: Prof. Ronald Griessen, +31 20 598 7915

16/11 Chine: avancée majeure vers du solaire à bas coût

http://www.enerzine.com/1/6251+avancee-majeure-vers-du-solaire-a-bas-cout+.html

Une équipe de chercheurs chinois s'apprête à publier les résultats de leurs recherches, qui promettent une avancée importante dans la réalisation de cellules solaires à faible coût.

Les recherches de l'équipe du professeur Wang Peng, de l'Académie chinoise de Sciences, se sont portées sur les cellules de Grätzel, du nom de leur inventeur suisse Michael Grätzel.

Le principe général de la cellule photo électrochimique à colorant, la cellule Grätzel, est de placer entre deux plaques de verre un colorant, relié à des électrodes transparentes. Le procédé a recours à l'oxyde de titane, moins onéreux que le silicium utilisé dans les cellules solaires conventionnelles. Ce procédé est comparé au processus naturel de la photosynthèse.

Les cellules de Grätzel promettent de réduire jusqu'à 5 fois les coûts actuels des panneaux solaires, et offrent d'autres avantages, comme la possibilité d'être appliquées sur des surfaces souples, voire sur des surfaces transparentes, et d'être utilisables des deux côtés.

En revanche, elles souffrent de deux inconvénients majeurs : un vieillissement rapide et une efficacité insuffisante.
Après exposition à de hautes températures, ce type de cellule perd en effet un grande partie de son efficacité. Un point sur lequel l'équipe de Wang Peng, en collaboration avec Michael Grätzel, a réalisé une avancée majeure : après 1 000 heures d'exposition en plein soleil, leur nouveau modèle conserve plus de 90% de sa capacité de conversion.

Les chercheurs ont également mis au point un nouveau type de colorant, à base de ruthénium, qui stimule les capacités de captation de la lumière. Leur procédé a fait la preuve d'un efficacité de l'ordre de 10%, un record pour ce type de cellule. Un tel rendement à faible coût pourrait ouvrir la voie à une plus grande accessibilité de la production d'énergie solaire, espèrent-ils.

Le détail de leur recherche sera publié le 13 novembre prochain dans le Journal of Physical Chemistry , une publication de l'American Chemical Society.

15/11 Better plastic solar cells

http://www.technologyreview.com/energy/21649/?nlid=1493&a=f

Improved dyes and electrolytes could make the Grätzel solar-cell design more practical.

Solar flex: Dye-sensitized solar cells called Grätzel cells (pictured here) will be far more efficient and durable thanks to new electrolytes and dyes.

Dye-sensitized solar cells, sometimes called Grätzel cells after their inventor, Michael Grätzel, a chemistry professor at the École Polytechnique Fédérale de Lausanne, in Switzerland, have long been considered a promising technology for reducing the cost of solar power. They're potentially cheaper to make than conventional solar cells and can be quickly printed. But this potential hasn't been realized because to achieve efficiency levels high enough to compete with conventional solar cells--about 10 percent--it's been necessary to use volatile electrolytes that need to be carefully sealed inside the cells, an expensive and unreliable step in the manufacturing.

Now Grätzel, along with Peng Wang, a professor at the Changchun Institute of Applied Chemistry, Chinese Academy of Sciences, have made efficient solar cells that use nonvolatile electrolytes, with the best achieving efficiencies of 10 percent. They also showed that the solar cells remained stable when exposed to light and high temperatures for 1,000 hours. The advance "pushes the technology close to over the '10 percent hump,' which is where a thin-film technology needs to be to be economically competitive," says Tonio Buonassisi, a professor of mechanical engineering at MIT.

One of the electrolytes is something called an ionic fluid--a fluid largely made up of ions and often composed of salts that have low melting temperatures. An ionic fluid can be used with plastic electrodes, which would allow for solar cells that are both efficient and flexible, and therefore could be incorporated into clothing, awnings, and covers for cars. "We never dreamt that we could have efficiencies of 9 or 10 percent with ionic liquids," Grätzel says. "Ten years ago, we had 1 percent efficiency, and we never thought it would get any better."

The new solar cells were made possible by advances first published this summer. In that work, the researchers increased the conductivity of electrolytes based on ionic fluids and produced solar cells that were 8.2 percent efficient. In the current work, published last month in the Journal of Physical Chemistry, the researchers further increased the efficiency by pairing the ionic liquid electrolyte with a new dye, the part of the dye-sensitized solar cell that absorbs sunlight. The new dye absorbs light far better than the conventional dye. Because the dye absorbs light so well, it's possible to cut the thickness of the active material in the solar cell in half, which makes it easier for electrons to escape the solar cell and reach an external circuit. That, in turn, increases efficiency, in this case to 9.1 percent.

The researchers also paired the new dye with a nonvolatile solvent-based electrolyte. It's not quite as stable as an ionic liquid, and it can't be used with plastic. But it allowed slightly higher efficiencies--up to 10 percent.

Grätzel is working with two companies to commercialize this technology. One, G24 Innovations, based in Cardiff, U.K., is planning to sell dye-sensitized solar cells for applications such as recharging cell phones, especially in countries with unreliable electricity. Another company, Dyesol, based in Queanbeyan, Australia, is planning to sell solar cells that can double as the facades on buildings. Both companies have already developed dye-sensitized solar cells based on earlier technology, but the recent advances could make the cells cheaper and significantly improve performance.

1411 Utilities putting new energy into geothermal sources

http://www.latimes.com/news/custom/scimedemail/la-fi-geothermal3-2008nov03,0,33566.story

Geothermal sources draw power firms in quest for renewables.

Laying the groundwork: Ormat Technologies' geothermal power plant in Reno, Nev., is a leader in using the renewable energy source.

Reporting from Reno — Not far from the blinking casinos of this gambler's paradise lies what could be called the Biggest Little Power Plant in the World.

Tucked into a few dusty acres across from a shopping mall, it uses steam heat from deep within the Earth's crust to generate electricity. Known as geothermal, the energy is clean, reliable and so abundant that this facility produces more than enough electricity to power every home in Reno, population 221,000.

"There's no smoke. Very little noise," said Paul Thomsen, director of policy and business management for Ormat Technologies Inc., which owns the operation. "People don't even know it's here."

Geothermal energy may be the most prolific renewable fuel source that most people have never heard of. Although the supply is virtually limitless, the massive upfront costs required to extract it have long rendered geothermal a novelty. But that's changing fast as this old-line industry buzzes with activity after decades of stagnation.

Billionaire Warren E. Buffett has invested big. Internet giant Google Inc. is bankrolling advanced research. Entrepreneurs are paying record prices for drilling leases in places such as Nevada, where they're prospecting for heat instead of metals.

"This is the new gold rush," said Mark Taylor, a geothermal analyst with the consulting firm New Energy Finance in Washington. He credits high fossil fuel prices and concerns about global warming with jump-starting the U.S. industry, along with federal tax credits and state laws mandating the wider use of renewable energy.

Global investment in geothermal was around $3 billion last year, Taylor said. Although that's a blip compared with the estimated $116 billion funneled into wind and solar, it's still a 183% increase over investment in 2006. In a difficult year for alternative energy funding, the industry snagged $600 million through the first six months of 2008, Taylor said.

A lot of that new investment is in the United States, the world's leader in geothermal energy. More than 80% of the country's 3,000 geothermal megawatts lies in California. The Geysers, a network of 22 geothermal plants about 75 miles north of San Francisco in the Mayacamas Mountains, is the largest geothermal complex on the planet. Calpine Corp. owns the largest part of it.

The area around the Salton Sea in Imperial County is another hot spot. CalEnergy Generation, a subsidiary of Buffett's Mid-American Energy Holdings, owns and operates 10 plants there. It plans three additional facilities in the next few years, CalEnergy President Steve Larsen said.

In October, the Bureau of Land Management said it planned to open more than 190 million acres of federal land in California and 11 other Western states for new geothermal development.

Nevada, the nation's No. 2 geothermal producer, has 45 new projects underway, said Lisa Shevenell, director of the Great Basin Center for Geothermal Energy at the University of Nevada in Reno. An August lease sale of Nevada lands by the federal bureau brought in a record $28.2 million.

"I've been at this 25 years, and I've never seen anything like it," said Shevenell, a research hydrologist. "Money is falling out of the sky."

Geothermal has been harnessed for industry since at least the 1820s. Operators tap natural reservoirs of scalding water and steam trapped thousands of feet underground, drilling wells to bring the heat to the surface to power turbines that feed electricity generators.

Costing about 4 to 7 cents a kilowatt-hour, Taylor said, geothermal is competitive with wind power and significantly cheaper than solar. Geothermal facilities occupy a fraction of the space required by wind and solar farms. The energy is also more reliable. Plants crank electricity around the clock, irrespective of whether the sun is shining or the wind is blowing.

This so-called baseload generation is coveted by power companies, which are under pressure to boost their use of green energy. California utilities must generate 20% of their electricity from renewable sources by 2010. Nevada utilities must hit that target by 2015. Geothermal is a cornerstone of that effort, accounting for about two-thirds of the renewable portfolio of NV Energy, Nevada's biggest utility.

"It's a 24/7 predictable supply," said Thomas Fair, the company's head of renewable energy. "That means a lot to a utility."

Greenhouse gas emissions are minimal in geothermal operations, and the size of the fuel supply defies imagination. There is 50,000 times more heat energy contained in the first six miles of the Earth's crust than in all the planet's oil and natural gas resources, according to the environmental organization Earth Policy Institute.

The challenge is extracting it. Geothermal energy production requires three things: heat from the Earth's core, fractured rock to make it easy to get to and water to transport the heat to the surface.

Traditionally, developers have sought out pockets of hot water and steam hidden underground. Prime areas lie along continental plate boundaries, which is why California is such a hotbed.

Still, these reservoirs can be tricky to pinpoint. They're also expensive to reach. A geothermal well can cost $5 million or more. The result: The U.S. currently derives less than 0.5% of its electricity from geothermal.

Some say the key to harnessing this energy source on a massive scale lies with a technology known as enhanced geothermal systems, or EGS for short. The idea is to engineer the necessary conditions by pumping water into the Earth's crust and fracturing the hot rocks below. Heat from the Earth warms the water, whose resulting steam is channeled back to the surface, powering turbines to create electricity. The water is then pumped back underground.

Though still in its infancy, EGS has the potential to open up much of the planet to geothermal development. Tiny plants are already online in France and Germany. More than 30 EGS firms are engaged in exploration and development in Australia.

Google.org, the philanthropic arm of the Mountain View, Calif.-based search engine company, is trying to push EGS in the U.S. It recently gave $10 million to Southern Methodist University's Geothermal Lab to update the nation's geothermal resources map, as well as to two California companies -- Potter Drilling and AltaRock Energy Inc. -- that are working on EGS technologies.

Google is urging the U.S. government to spend big on geothermal R&D as part of the company's push to encourage utility-scale renewable energy that's cheaper than coal. About half the United States' electricity is generated by that dirty fossil fuel. China, already the world's largest emitter of carbon dioxide, is adding coal-fired plants at a swift rate.

EGS "is indeed the sleeping giant of renewable energy," Dan Reicher, director for climate change and energy initiatives at Google.org, said during a recent industry conference in Reno. "It's the killer ap."

Some industry veterans such as Shevenell are miffed that EGS has grabbed the spotlight when there's plenty of energy to be extracted quickly using conventional techniques. Still, she credits Google for helping pump life into a dormant sector.

"This country is in an energy crisis," she said. "We need energy now, and this is a proven way to get it."

Geothermal energy

13/11 Cellules photovoltaïques en silicium: un nouveau taux de conversion record

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56560.htm

L'Universite de Nouvelle-Galles du Sud (ARC Photovoltaic Centre of Excellence) detient le record de conversion photoelectrique de 24,7% des cellules photovoltaiques (PV) en silicium monocristallin. Les physiciens viennent d'annoncer un nouveau record de 25%, qui les rapproche du taux maximum theorique de 29%.

L'amelioration du taux de conversion est en fait une actualisation de la mesure du dernier taux obtenu par le centre de recherche en prenant en compte la revision des procedures de mesure du rendement des cellules photovoltaiques par la Commission electrotechnique internationale (avril 2008). Les revisions apportees par la commission concernent en particulier la methodologie pour determiner le spectre d'un rayonnement de lumiere naturelle a partir de sa teinte (de sa temperature de couleur proximale).

Sources : ARC Photovoltaic Centre of Excellence - http://www.pv.unsw.edu.au/

Mentions légales: BE Australie numéro 60 (6/11/2008) - Ambassade de France en Australie / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56560.htm

12/11 La première pompe à hydrogène tchèque

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56590.htm
L'institut de recherche nucleaire de Rez, pres de Prague, et le specialiste allemand des gaz industriels, Linde Gas, s'appretent a ouvrir des l'an
prochain, la premiere station a hydrogene de Republique tcheque sur l'autoroute D8 pres de Klicany, au nord de Prague. C'est Linde Gas qui
assurera la construction de la station et son approvisionnement en hydrogene. Le proprietaire sera l'Institut de Recherche Nucleaire.

Les premiers vehicules a hydrogene, carburant alternatif a l'essence, au petrole ou au gaz, vont donc pouvoir sillonner les routes du pays. La
Republique tcheque devrait ainsi a l'avenir accueillir un troncon de l'autoroute de l'hydrogene europeenne, une autoroute tout au long de
laquelle les automobilistes auront la possibilite d'approvisionner leurs vehicules en hydrogene. L'autoroute de l'hydrogene fonctionne deja dans le
sud-ouest de l'Allemagne, entre Munich et Stuttgart.

Dans les prochains mois, les habitants de la ville de Neratovice vont egalement pouvoir circuler a bord du premier autobus a hydrogene tcheque. Le
projet, d'un cout estime a 83 millions de couronnes tcheques (environ 3.4 millions euros), est mene et finance par l'IRN, avec le soutien de l'Union
europeenne et du Ministere tcheque des transports. L'autobus sera construit par Skoda Electric, une filiale de la societe Skoda Holding, implantee a
Pilsen.

L'IRN et Linde Gas esperent qu'apres l'ouverture de la station, les constructeurs automobiles qui travaillent sur le developpement des vehicules
a hydrogene, coopereront d'avantage avec la Republique tcheque.

Pour en savoir plus, contacts :

- Institut de Recherche Nucleaire de Rez : http://www.nri.cz/eng/ - contact : Ludek Janik - email : jni@ujv.cz
- Consortium Linde Gas : http://www.lindegas.com

Sources : http://www.enviweb.cz

Mentions légales: BE République Tchèque numéro 6 (7/11/2008) - Ambassade de France en République Tchèque / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56590.htm

11/11 USA: Solar power game-changer: 'near perfect' absorption of sunlight, from all angles

http://news.rpi.edu/update.do?artcenterkey=2507

Researchers at Rensselaer Polytechnic Institute have discovered and demonstrated a new method for overcoming two major hurdles facing solar energy. By developing a new antireflective coating that boosts the amount of sunlight captured by solar panels and allows those panels to absorb the entire solar spectrum from nearly any angle, the research team has moved academia and industry closer to realizing high-efficiency, cost-effective solar power.

A new antireflective coating developed by researchers at Rensselaer could help to overcome two major hurdles blocking the progress and wider use of solar power. The nanoengineered coating, pictured here, boosts the amount of sunlight captured by solar panels and allows those panels to absorb the entire spectrum of sunlight from any angle, regardless of the sun’s position in the sky.

“To get maximum efficiency when converting solar power into electricity, you want a solar panel that can absorb nearly every single photon of light, regardless of the sun’s position in the sky,” said Shawn-Yu Lin, professor of physics at Rensselaer and a member of the university’s Future Chips Constellation, who led the research project. “Our new antireflective coating makes this possible.”

Results of the year-long project are explained in the paper “Realization of a Near Perfect Antireflection Coating for Silicon Solar Energy,” published this week by the journal Optics Letters.

An untreated silicon solar cell only absorbs 67.4 percent of sunlight shone upon it — meaning that nearly one-third of that sunlight is reflected away and thus unharvestable. From an economic and efficiency perspective, this unharvested light is wasted potential and a major barrier hampering the proliferation and widespread adoption of solar power.

After a silicon surface was treated with Lin’s new nanoengineered reflective coating, however, the material absorbed 96.21 percent of sunlight shone upon it — meaning that only 3.79 percent of the sunlight was reflected and unharvested. This huge gain in absorption was consistent across the entire spectrum of sunlight, from UV to visible light and infrared, and moves solar power a significant step forward toward economic viability.

Lin’s new coating also successfully tackles the tricky challenge of angles.

Most surfaces and coatings are designed to absorb light — i.e., be antireflective — and transmit light — i.e., allow the light to pass through it — from a specific range of angles. Eyeglass lenses, for example, will absorb and transmit quite a bit of light from a light source directly in front of them, but those same lenses would absorb and transmit considerably less light if the light source were off to the side or on the wearer’s periphery.

This same is true of conventional solar panels, which is why some industrial solar arrays are mechanized to slowly move throughout the day so their panels are perfectly aligned with the sun’s position in the sky. Without this automated movement, the panels would not be optimally positioned and would therefore absorb less sunlight. The tradeoff for this increased efficiency, however, is the energy needed to power the automation system, the cost of upkeeping this system, and the possibility of errors or misalignment.

Lin’s discovery could antiquate these automated solar arrays, as his antireflective coating absorbs sunlight evenly and equally from all angles. This means that a stationary solar panel treated with the coating would absorb 96.21 percent of sunlight no matter the position of the sun in the sky. So along with significantly better absorption of sunlight, Lin’s discovery could also enable a new generation of stationary, more cost-efficient solar arrays.

“At the beginning of the project, we asked ‘would it be possible to create a single antireflective structure that can work from all angles?’ Then we attacked the problem from a fundamental perspective, tested and fine-tuned our theory, and created a working device,” Lin said. Rensselaer physics graduate student Mei-Ling Kuo played a key role in the investigations.

Typical antireflective coatings are engineered to transmit light of one particular wavelength. Lin’s new coating stacks seven of these layers, one on top of the other, in such a way that each layer enhances the antireflective properties of the layer below it. These additional layers also help to “bend” the flow of sunlight to an angle that augments the coating’s antireflective properties. This means that each layer not only transmits sunlight, it also helps to capture any light that may have otherwise been reflected off of the layers below it.

The seven layers, each with a height of 50 nanometers to 100 nanometers, are made up of silicon dioxide and titanium dioxide nanorods positioned at an oblique angle — each layer looks and functions similar to a dense forest where sunlight is “captured” between the trees. The nanorods were attached to a silicon substrate via chemical vapor disposition, and Lin said the new coating can be affixed to nearly any photovoltaic materials for use in solar cells, including III-V multi-junction and cadmium telluride.

Along with Lin and Kuo, co-authors of the paper include E. Fred Schubert, Wellfleet Senior Constellation Professor of Future Chips at Rensselaer; Research Assistant Professor Jong Kyu Kim; physics graduate student David Poxson; and electrical engineering graduate student Frank Mont.

Funding for the project was provided by the U.S. Department of Energy’s Office of Basic Energy Sciences, as well as the U.S. Air Force Office of Scientific Research.

Contact: Michael Mullaney
Phone: (518) 276-6161
E-mail: mullam@rpi.edu

10/11 Plasma turns garbage into gas

http://www.sciam.com/article.cfm?id=plasma-turns-garbage-into-gas&print=true

Florida debuts its innovative in plasma technology, backed by Atlanta-based Geoplasma

Every year 130 million tons of America’s trash ends up in landfills. Together the dumps emit more of the greenhouse gas methane than any other human-related source. But thanks to plasma technology, one city’s rotting rubbish will soon release far less methane—and provide power for 50,000 homes—because of an innovation in plasma technology backed by Atlanta-based Geoplasma.

Engineers have developed an efficient torch for blasting garbage with a stream of superheated gas, known as plasma. When trash is dropped into a chamber and heated to 10,000 degrees Fahrenheit, its organic components—food, fluids, paper—vaporize into a hot, pressurized gas, which turns a turbine to generate electricity. Steam, a by-product, can generate more. Inorganic refuse such as metals condense at the bottom and can be used in roadbeds and heavy construction.

Several small plasma plants exist around the world for industrial processes, but Geoplasma is constructing the first U.S. plasma refuse plant in St. Lucie County, Florida. The plant is scheduled to go online by 2011; it will process 1,500 tons of garbage a day, sending 60 megawatts of electricity to the power grid (after using some to power itself).

Emissions are far lower than in standard incineration, and the process reduces landfill volume and methane release. Power prices are projected to be on par with electricity from natural gas. The difference, says Ron Roberts, St. Lucie County’s assistant director of solid waste, is that “you’re getting rid of a problem and making it a positive.”

9/11 Cars running on empty , er, air

http://www.sciam.com/blog/60-second-science/post.cfm?id=cars-running-on-empty-er-air-2008-11-03&sc=DD_20081103

Yes, it's true. You can run a car on nothing but air, compressed air that is. Rather than burning gasoline to create the gases that drive a piston up and down (and provide motive to your motor), some automakers plan to use air compressed to around 4,500 pounds-per-square-inch instead. After all, pressurized air is just as good at driving a piston up or down—and potentially cheaper.

( ... )

8/11 USA: Carbon capturing rock

http://www.technologyreview.com/energy/21629/?nlid=1483&a=f

Geologists discover that certain rock formations could sequester large amounts of carbon dioxide.

Carbonated rock: A type of rock rich in magnesium, called peridotite, is laced with veins containing magnesium carbonate that form when the rock comes into contact with carbon dioxide from the atmosphere.

Chemical reactions that pull carbon dioxide out of the atmosphere and store it in the form of solid rock inside geological formations could offset billions of tons of carbon-dioxide emissions each year, according to researchers at Columbia University, in New York. The scientists say that research done on large rock formations in Oman suggests new ways to sequester carbon-dioxide emissions to help lessen global warming.

The researchers have shown that rock formations called peridotite, which are found in Oman and several other places worldwide, including California and New Guinea, produce calcium carbonate and magnesium carbonate rock when they come into contact with carbon dioxide. The scientists found that such formations in Oman naturally sequester hundreds of thousands of tons of carbon dioxide a year. Based on those findings, the researchers, writing in the current early edition of the Proceedings of the National Academy of Sciences, calculate that the carbon-sequestration rate in rock formations in Oman could be increased to billions of tons a year--more than the carbon emissions in the United States from coal-burning power plants, which come to 1.5 billion tons per year.

The Columbia researchers' strategy is attractive because of the very large potential to store vast amounts of carbon dioxide, says Marco Mazzotti, the head of the Separation Processes Laboratory at the Swiss Federal Institute of Technology, in Zurich. Typically, today's strategy for carbon sequestration involves pumping it underground, where it is trapped in porous aquifers. Since the Columbia researchers' approach would store carbon dioxide in the form of rock, it would eliminate the chance that the carbon dioxide would leak out, Mazzotti says.

The researchers found that the natural peridotite formations in Oman captured carbon dioxide in a network of underground veins. Peridotite contains large amounts of olivine, a mineral composed of magnesium, silicon, and oxygen. As groundwater reacts with the olivine, the water becomes rich in dissolved magnesium and bicarbonate, with the latter effectively increasing the carbon concentration in the water by about 10 times. As this water seeps deeper into the rock and stops reacting with the air, the magnesium, carbon, and oxygen precipitate out of solution and form magnesium carbonate, also called magnesite. Dolomite, which contains calcium, magnesium, carbon, and oxygen, also forms. As the magnesite and dolomite form, they increase the total volume of the rock by about 44 percent, causing cracks to appear throughout it, which creates a network of fractures as small as 50 micrometers across.

This opens up the rock and allows water to penetrate further. "It's a little bit like setting a coal seam on fire," says Peter Kelemen, a professor of earth and environmental studies at Columbia University. "You're taking rocks that haven't been exposed to the atmosphere, and you're oxidizing them very fast."

The researchers calculate that the natural process can be sped up dramatically. Using techniques commonly employed by the oil industry to increase oil production, the rock could be fractured further, increasing the surface area for the reactions. Carbon dioxide captured from power plants could then be pumped into the rock, where it would trigger the formation of carbonates. Heating the rock would increase the rate of the reactions. What's more, because the reactions themselves generate heat, once they reach a certain rate, they will be self-sustaining. Initiating this self-sustaining reaction would require heating the rock to 185 °C, the researchers say, which could be done during the process for fracturing the rock. They calculate that in such a system, one cubic kilometer of rock would store a billion tons of carbon dioxide per year.

The researchers propose a carbon-sequestration strategy that would eliminate the need to transport carbon dioxide, as well as the need to heat up the rock.

In this scenario, they would access rock formations in shallow ocean waters off the coast of Oman and elsewhere by drilling into them and fracturing the rock using existing oil-industry techniques. The researchers would drill two holes. Into one, they'd pump cool seawater. Rock temperature increases with depth, so as the water is pumped into the holes, it will get hotter, until it reaches nearly 185 °C. Carbon dioxide naturally dissolved in the water would then precipitate out of the solution. The hot water would eventually make its way through the fractured rock to the second drilled hole, where it would rise to the surface via convection. This seawater would quickly absorb more carbon dioxide, since shallow waters and surf mix well with the atmosphere. Because "the atmosphere transports carbon dioxide all over the world for free," Kelemen says, this approach, if deployed on a grand scale, could be used to lower worldwide levels of carbon dioxide.

This scenario would be limited by the concentration of carbon dioxide in seawater, so a cubic kilometer of rock would only sequester about a million tons of carbon dioxide a year. But since it wouldn't be necessary to transport carbon dioxide or pay to heat the rock, Kelemen says, it would be possible to work with much larger areas of rock, and thereby reach a rate of billions of tons of carbon dioxide per year.

"From a conceptual point of view, all they say makes sense," says Mazzotti. Yet questions remain about whether the methods will work in practice. For one thing, the self-sustaining reactions depend on the magnesium carbonate and other precipitates continuing to fracture the rock to expose more of it. The researchers have observed that this has happened in the geology in Oman, but it's not a given that it would continue in the scenarios that they propose. The researchers' concepts should now be complemented with large-scale tests, Mazzotti says.

7/11 Protection de l'environnement : des pots catalytiques à plasma

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56510.htm

L'impact de l'industrialisation massive de la société au cours du vingtième siècle a été particulièrement important sur l'environnement. Les principales pollutions atmosphériques sont en effet d'origine industrielle. Il faut ajouter à cela également le chauffage des bâtiments et l'utilisation grandissante des automobiles et donc l'augmentation du rejet de gaz d'échappement.

Les gaz d'échappement sont un mélange de composés organiques volatils (VOCs), d'oxydes de carbone (COs), d'oxydes d'azote (NOs) et de particules en suspension. Depuis la fin des années 70, les véhicules à moteur à essence sont équipés de catalyseurs permettant de réduire la quantité des composés nuisibles des gaz en les convertissant en composés non toxiques : N2, CO2, H2O. Ces catalyseurs agissent de trois manières différentes afin d'agir sur le plus de composés toxiques. Ils sont composés de céramiques ou de métaux imprégnés de métaux nobles et disposés le pus souvent en structure en nid d'abeille. La plupart combine platine et rhodium. Le platine (Pt) améliore l'oxydation des composés organiques (VOCs) et des oxydes de carbones ; alors que le rhodium (Rh) augmente la réduction d'oxydes d'azote présents.

Dans les conditions optimales, les catalyseurs permettent de réduire jusqu'à 90% la production de gaz toxiques. Cependant, pour avoir de telles conditions, il est nécessaire que les gaz entrant aient une température et une composition (rapport carburant/gaz) spécifiques. L'efficacité diminue très vite en cas de température trop basse et d'excès ou de manque d'oxygène dans les gaz. C'est particulièrement le cas les premières minutes après le démarrage du moteur (température pas assez élevée, le catalyseur ne peut pas encore fonctionner) et lors des phases d'accélérations. De nombreuses études ont été menées pour trouver des solutions à ce problème mettant au point des catalyseurs de nouvelle génération fonctionnant lors de ces "mauvaises" conditions (températures basses - moins de 200°C, excès d'oxygène). Une autre approche, tout à fait récente, est l'utilisation de plasma, c'est-à-dire d'un gaz ionisé, permettant d'améliorer les performances du catalyseur.

Aujourd'hui, le plasma produit à pression atmosphérique est utilisé pour des applications environnementales et biologiques très diverses (génération d'ozone, dépollution d'air et d'eau, bio-décontamination, traitements de surface, etc). Ces applications sont basées sur les effets chimiques du plasma amorcés par les ions, les électrons, les radicaux et autres particules actives. La combinaison plasma - catalyseur peut considérablement améliorer la qualité et l'efficacité des processus chimiques en jeu. Le plasma généré dans les cavités et les capillarités du catalyseur pourrait améliorer son efficacité pour la destruction des composés gazeux nocifs. Il pourrait prendre le relais du catalyseur lorsque celui-ci donne, seul, de mauvaises performances dues aux conditions (basse température, excès d'oxygène). La combinaison idéale du plasma et du catalyseur a été un véritable défi pour l'amélioration des pots catalytiques des véhicules.

Durant ces dernières années, le groupe de travail de Karol Hensel* s'est livré à des recherche sur les possibilités de génération de plasma dans des cavités étroites et dans des capillaires de matériaux diélectriques et de catalyseurs. Ils ont testé des catalyseurs de compositions et de formes différentes (nids d'abeille, "mousses" de céramiques poreuses) afin de déterminer la meilleure combinaison entre catalyseur et plasma pour la dépollution des gaz. Les propriétés physiques basiques du plasma ont été analysées par mesures optiques et électriques afin de déterminer les meilleures conditions de génération. Les effets de l'énergie électrique utilisée, la taille des pores des céramiques, les longueurs et diamètres des capillaires, la composition des gaz et leur humidité, la température ont été systématiquement évalués. Le potentiel chimique du plasma généré dans le catalyseur a été testé par la réduction de des oxydes d'azotes, des composés volatiles, des particules. Les résultats ont clairement démontré l'efficacité d'un système hybride de plasma et catalyseur et son application possible permettant de résoudre les problèmes des catalyseurs conventionnels.

Les détails des travaux de recherche et des résultats sont diponibles dans les journaux scientifiques listés ci-dessous. Beaucoup de ces résultats ont été obtenus en coopération avec les chercheurs français du LPGP de l'Université Paris Sud à Orsay.

* Division of Environmental Physics, Department of Astronomy, Earth Physics and Meteorology, Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University

Pour en savoir plus:

- Division of Environmental Physics, Department of Astronomy, Earth Physics and Meteorology, Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University, Mlynská dolina, 84248 Bratislava, Slovakia, e-mail: hensel@fmph.uniba.sk, anglophone
- K. Hensel, S. Sato, A. Mizuno: Sliding discharge inside glass capillaries, IEEE Trans. Plasma Sci. 36 (4), 1282 (2008).
- K. Hensel, P. Tardiveau: ICCD camera imaging of discharges in porous ceramics, IEEE Trans. Plasma Sci. 36 (4), 980 (2008).
- K. Hensel, V. Martisovits, Z. Machala, M. Janda, M. Lestinskoe, P. Tardiveau, A. Mizuno: Electrical and optical properties of AC microdischarges in porous ceramics, Plasma Process. Polym. 4 (7-8), 682 (2007).
- K. Hensel, S. Katsura, A. Mizuno: DC Microdischarges inside porous ceramics, IEEE Trans. Plasma Sci. 33 (2), 574 (2005).
- K. Hensel, Y. Matsui, S. Katsura, A. Mizuno: Generation of microdischarges in porous materials, Czech. J. Phys. 54, C683 (2004).

Mentions légales: BE Slovaquie numéro 7 (4/11/2008) - Ambassade de France en Slovaquie / ADIT - http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/56510.htm

6/11 Paris (AFP): un taxi solaire s'apprête à boucler un tour du monde historique

Un "taxi solaire" expérimental est en passe de boucler sans problème un tour du monde historique, faisant la démonstration de la fiabilité de cette technologie propre.

Ce véhicule, un tricycle carrossé à deux places tractant une remorque recouverte de panneaux photovoltaïques, a fait étape lundi à Paris, où il a été reçu au ministère du Développement durable.

Un "taxi solaire" expérimental est en passe de boucler sans problème un tour du monde historique, faisant la démonstration de la fiabilité de cette technologie propre.

Ce véhicule, un tricycle carrossé à deux places tractant une remorque recouverte de panneaux photovoltaïques, a fait étape lundi à Paris, où il a été reçu au ministère du Développement durable.

Le "Solartaxi" est la première voiture à parcourir le monde en utilisant uniquement l'énergie solaire.

Parti le 3 juillet 2007 de Lucerne, en Suisse, Louis Palmer, le concepteur du projet, a déjà parcouru plus de 47.000 kilomètres traversant l'Europe, l'Asie, l'Australie, la Nouvelle-Zélande et l'Amérique du nord.

"Après avoir traversé les neuf dixième de la planète, je n'ai pas payé un centime pour l'essence", s'est réjoui Louis Palmer.

De plus, il n'aura pas émis un gramme de CO2.

"Et on n'est pratiquement jamais tombé en panne: depuis le départ, on a juste perdu deux jours pour réparer une soudure", ajoute-t-il.

Ce véhicule, mis au point par quatre écoles d'ingénieurs suisses, est alimenté à 100% par l'énergie solaire, fournie soit par les cellules de la remorque, soit en se branchant sur une prise électrique pour recharger les batteries.

Dans ce deuxième cas, l'équivalent de l'énergie utilisée est produit par des panneaux solaires installés sur le toit de Swisscom, près de Berne, pour rendre l'opération neutre.

L'autonomie est de 400 kms, la vitesse de pointe de 90 km/h.

"Je ne suis pas tributaire de la météo: il peut pleuvoir plusieurs jours d'affilée", assure Louis Palmer.

Equipée de sièges-baquets, sa voiture solaire peut accueillir un passager et a ainsi joué les taxis pour VIP tout au long du trajet, d'où son nom.

Le prince Hassan de Jordanie, le secrétaire général de l'ONU, Ban Ki-moon, le maire de New York, Michael Bloomberg, le prince Albert de Monaco l'ont testé.

"Il y a un intérêt énorme dans le monde pour des véhicules qui ne polluent pas", a souligné Louis Palmer.

Lundi, Jean-Louis Borloo, le ministre du Développement durable, a ajouté sa signature sur la carrosserie du véhicule à celle des célébrités l'ayant déjà essayé, après avoir effectué plusieurs petits tours à son bord dans la cour du ministère.

La voiture dispose d'un volant qui se déplace horizontalement ce qui permet, soit au conducteur, soit au passager, de conduire. Le véhicule peut ainsi s'adapter aux différents sens de la circulation, gauche ou droite.

Après Paris, il poursuivra son chemin vers Londres, Berlin et Poznan, en Pologne, où se tient du 1er au 12 décembre la conférence des Nations-Unies sur le changement climatique.

"Ce taxi sera l'ambassadeur du changement climatique à Poznan", a commenté Jean-Louis Borloo.

"Le premier véhicule électrique a plus de 100 ans, c'était la +Jamais contente+" en 1889", rappelle le ministre. "Elle marchait très bien mais après, on a arrêté d'investir car le pétrole n'était pas cher", regrette-t-il.

Louis Palmer qui veut sensibiliser les constructeurs automobiles à l'énergie solaire, avait pris rendez-vous lundi chez Peugeot, Renault, Dassault (qui a mis au point la Cleanova électrique), et Bolloré (associé avec Pininfarina pour développer une voiture électrique). "Si une grande marque reprenait l'idée, on serait prêts", assure-t-il.

5/11 USA: Home windmill: viable or just an illusion?

http://www.sciam.com/article.cfm?id=small-scale-wind-power&sc=DD_20081028

A new plastic turbine can capture energy from the wind gusting over your roof

HOME WINDMILL: The Cascade turbine is small, light and quiet enough to fit on a home, thanks to its plastic manufacture and surrounding ring.

Downtown Muskegon, Mich., population just over 40,000 people, has one thing on New York City's Times Square: a small-scale wind turbine powering a liquid-crystal display. Only this (smaller) billboard gives the time, temperature, wind direction and wind speed, along with the cumulative energy generated by the turbine, rather than featuring the latest ad from Samsung or Calvin Klein. It's the first sign of what Grand Rapids, Mich.–based plastics manufacturer Cascade Engineering hopes will be a revolution in wind turbines for businesses and residences.

"We're allowing [homeowners] an on-site renewable solution for their home, whether in the city or [in the country]," says Cascade marketing manager Jessica Lehti. The company's SWIFT wind turbine is also aimed at helping businesses "offset those peak loads [of electricity demand], generate on-site renewable energy, and demonstrate their commitment to renewable energy."

The SWIFT turbine, based on a design from Renewable Devices, Ltd., in Scotland, is about seven feet (2.1 meters) in diameter, weighs a svelte 190 pounds (86 kilograms), and produces an average of 2,000 kilowatt-hours of electricity annually in winds of at least eight miles (12 kilometers) per hour from its five blades. More importantly, an outer ring around the blades eliminates the steady hum associated with large-scale wind farms.

"The wind was blowing 30 miles [48 kilometers] per hour this morning," says Arnold Boezaart, vice president for grant programs at the Community Foundation for Muskegon County, whose four-story arts complex boasts the first commercial SWIFT attached to a mast jutting from its outside wall. "The thing was just cranking like crazy but it was zero-noise. We were 10 feet [three meters] below the unit and there was no noise."

In fact, the turbine clocks in at 35 decibels—about the same level as a whisper, according to Lehti.

But that quietness comes at a price: around $12,000 installed on the roof and hooked to the grid compared with as little as $4,000 for some other small-scale turbine designs. And the turbine won't soon make up the cost: Two thousand kilowatt-hours is less than one fifth the energy use of a typical American home. "If they did some easy energy conservation tactics [it would be] pretty easy to get to around 6,000 kilowatt-hours, then it's about one third of the average home," Lehti says. But "in most cases, if you put this on your home you're not going to be rolling back your [electricity] meter."

In fact, such small-scale wind turbines are typically more about green design than actual energy generation, although the American Wind Energy Association predicts robust growth of as much as 20 percent in the area as a result of local and state tax incentives. In addition to the lightweight SWIFT, Mariah Power in Reno, Nev. offers a 30-foot- (nine–meter-) tall cylindrical wind turbine, whereas San Diego–based Helix Wind offers a turbine in the shape of a double helix, and Southwest Wind Power in Flagstaff, Ariz., has been selling its windmills for decades, among others. "Think of it as recycling," Lehti says. "In most places, you're not getting paid to recycle, you're paying your trashman extra to do recycling, because it's a good thing to do."

For those companies and homeowners looking to make a green impression—like Muskegon's Community Foundation—the SWIFT offers a quiet chance. "First and foremost we wanted to offer a showcase for alternative energy," Boezaart says. "To the extent we gain some electricity output to offset conventional grid-generated electricity will be added value. It will do that over time."

4/11 E: Turning waste olive stones into fuel

Olive stones can be turned into bioethanol, a renewable fuel that can be produced from plant matter and used as an alternative to petrol or diesel. This gives the olive processing industry an opportunity to make valuable use of 4 million tonnes of waste in olive stones it generates every year and sets a precedent for the recycling of waste products as fuels. Researchers from the Universities of Jaén and Granada in Spain show how this can be achieved in a study published in the latest edition of the Society of Chemical Industry's (SCI) Journal of Chemical Technology & Biotechnology.

"The low cost of transporting and transforming olives stones make them attractive for biofuels," says researcher Sebastián Sánchez.

Bioethanol is increasingly used in cars, but its production from food crops such as corn is controversial because it uses valuable land resources and threatens food security. In addition, it makes use of only a small part of the whole crop. By contrast, extracting energy from olive stones uses food industry by-products.

The olive stone, produced in processing of olive oil and table olives, makes up around a quarter of the total fruit. It is rich in polysaccharides (cellulose and hemicellulose) that can be broken down into sugar and then fermented to produce ethanol.

"This research raises the possibility of using of olive stones, which would otherwise be wasted, in producing energy. In this way we can make use of the whole food crop," says Sánchez.

The team pre-treated olive stones using high-pressure hot water (essentially a pressure cooker) then added enzymes which degrade plant matter and generate sugars. The hydrolysate obtained from this process was then fermented with yeasts to produce ethanol. Yields of 5.7kg of ethanol per 100kg of olive stones have been reached,

The quantities of stones produced are relatively small in comparison with other agricultural and forestry wastes. However, if similar principles were employed across all agricultural industries, energy gains would be significant.

Contact: Jennifer Beal
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Wiley-Blackwell

3/11 Thin-Film Photovoltaic

http://www.popularmechanics.com/science/research/4288743.html?page=3

It's solar's new dawn. For five decades solar technologies have delivered more promises than power. Now, new Breakthrough Award–winning innovations are exiting the lab and plugging into the grid—turning sunlight into serious energy.

Photovoltaic Cell: Installation of a cadmium-telluride panel produced by First Solar.

How It Works: Photovoltaic Cells

In July, Southern California Edison installed the first of what will be 250 Mw worth of PV panels located on commercial rooftops throughout the utility’s territory, where power is most in demand. But instead of silicon, the panels were made of a thin film of cadmium telluride, or “cad-tel” for short. Thin-film PV has been touted for years as a cheaper replacement for traditional silicon cells, but past designs have had trouble scaling up to mass production. Cad-tel technology has “completely changed what people thought could be done with thin films,” says Larry Kazmerski, director of the National Center for Photovoltaics at the National Renewable Energy Laboratory in Colorado.

First Solar, the company that made the panels, estimates its manufacturing cost to be $1.14 per watt and falling, about half the cost of comparable silicon panels. As a result, Kazmerski says, “There’s a big turn happening.” First Solar quadrupled its manufacturing capacity from 2006 to 2007, to 396 Mw, and it expects to exceed 1000 Mw next year. Two years after its initial public offering, the company’s market value is over $20 billion—double that of General Motors.

Cad-tel isn’t the only promising thin-film technology on the market. Newer panels developed using a copper indium gallium selenide (CIGS) semiconductor have efficiency ratings almost 30 percent higher than First Solar’s cad-tel PVs. The advances have sparked a flurry of startup companies. Venture capitalists are pouring in 20 to 100 times more money than government research funds are, Kazmerski says, creating what some are calling a dot.sun phenomenon.

California-based Nanosolar is among the companies racing to commercialize CIGS technology. But like First Solar, most of its sales have gone to European countries such as Germany and Spain, where long-established policies provide a stable, guaranteed price for solar power production. Here in the U.S., uncertainty looms about a 30 percent investment tax credit that is set to expire at the end of the year. For billion-dollar projects such as Abengoa’s Solana plant, extension of the tax credit is make-or-break: These projects simply won’t happen without an extension of at least eight years.

Ultimately, solar power will have to justify (and pay for) itself—and the market may be moving in that direction. The DOE predicts that solar electricity will be cheaper than the average grid price by 2015. What’s more, prices for natural gas have doubled in the past five years, coal has nearly tripled, and new nuclear plants won’t come on line for at least seven more years. Locking in a long-term contract with a solar plant whose fuel will never run out, on the other hand, is the very definition of energy security. “One thing we know about the sun,” Morse says, “is that the price never goes up.”

2/11 USA: future planes, cars may be made of 'buckypaper'

http://www.technologyreview.com/printer_friendly_article.aspx?id=21580&channel=computing&section=

It's called "buckypaper" and looks a lot like ordinary carbon paper, but don't be fooled by the cute name or flimsy appearance. It could revolutionize the way everything from airplanes to TVs are made.

Buckypaper is 10 times lighter but potentially 500 times stronger than steel when sheets of it are stacked and pressed together to form a composite. Unlike conventional composite materials, though, it conducts electricity like copper or silicon and disperses heat like steel or brass.

"All those things are what a lot of people in nanotechnology have been working toward as sort of Holy Grails," said Wade Adams, a scientist at Rice University.

That idea -- that there is great future promise for buckypaper and other derivatives of the ultra-tiny cylinders known as carbon nanotubes -- has been floated for years now. However, researchers at Florida State University say they have made important progress that may soon turn hype into reality.

Buckypaper is made from tube-shaped carbon molecules 50,000 times thinner than a human hair. Due to its unique properties, it is envisioned as a wondrous new material for light, energy-efficient aircraft and automobiles, more powerful computers, improved TV screens and many other products.

So far, buckypaper can be made at only a fraction of its potential strength, in small quantities and at a high price. The Florida State researchers are developing manufacturing techniques that soon may make it competitive with the best composite materials now available.

"If this thing goes into production, this very well could be a very, very game-changing or revolutionary technology to the aerospace business," said Les Kramer, chief technologist for Lockheed Martin Missiles and Fire Control, which is helping fund the Florida State research.

The scientific discovery that led to buckypaper virtually came from outer space.

In 1985, British scientist Harry Kroto joined researchers at Rice for an experiment to create the same conditions that exist in a star. They wanted to find out how stars, the source of all carbon in the universe, make the element that is a main building block of life.

Everything went as planned with one exception.

"There was an extra character that turned up totally unexpected," recalled Kroto, now at Florida State heading a program that encourages the study of math, science and technology in public schools. "It was a discovery out of left field."

The surprise guest was a molecule with 60 carbon atoms shaped like a soccer ball. To Kroto, it also looked like the geodesic domes promoted by Buckminster Fuller, an architect, inventor and futurist. That inspired Kroto to name the new molecule buckminsterfullerene, or "buckyballs" for short.

For their discovery of the buckyball -- the third form of pure carbon to be discovered after graphite and diamonds -- Kroto and his Rice colleagues, Robert Curl Jr. and Richard E. Smalley, were awarded the Nobel Prize for chemistry in 1996.

Separately, Japanese physicist Sumio Iijima developed a tube-shaped variation while doing research at Arizona State University.

Researchers at Smalley's laboratory then inadvertently found that the tubes would stick together when disbursed in a liquid suspension and filtered through a fine mesh, producing a thin film -- buckypaper.

The secret of its strength is the huge surface area of each nanotube, said Ben Wang, director of Florida State's High-Performance Materials Institute.

"If you take a gram of nanotubes, just one gram, and if you unfold every tube into a graphite sheet, you can cover about two-thirds of a football field," Wang said.

Carbon nanotubes are already beginning to be used to strengthen tennis rackets and bicycles, but in small amounts. The epoxy resins used in those applications are 1 to 5 percent carbon nanotubes, which are added in the form of a fine powder. Buckypaper, which is a thin film rather than a powder, has a much higher nanotube content -- about 50 percent.

One challenge is that the tubes clump together at odd angles, limiting their strength in buckypaper. Wang and his fellow researchers found a solution: Exposing the tubes to high magnetism causes most of them to line up in the same direction, increasing their collective strength.

Another problem is the tubes are so perfectly smooth it's hard to hold them together with epoxy. Researchers are looking for ways to create some surface defects -- but not too many -- to improve bonding.

So far, the Florida State institute has been able to produce buckypaper with half the strength of the best existing composite material, known as IM7. Wang expects to close the gap quickly.

"By the end of next year we should have a buckypaper composite as strong as IM7, and it's 35 percent lighter," Wang said.

Buckypaper now is being made only in the laboratory, but Florida State is in the early stages of spinning out a company to make commercial buckypaper.

"These guys have actually demonstrated materials that are capable of being used on flying systems," said Adams, director of Rice's Richard E. Smalley Institute for Nanoscale Science and Technology. "Having something that you can hold in your hand is an accomplishment in nanotechnology."

It takes upward of five years to get a new structural material certified for aviation use, so Wang said he expects buckypaper's first uses will be for electromagnetic interference shielding and lightning-strike protection on aircraft.

Electrical circuits and even natural causes such as the sun or Northern Lights can interfere with radios and other electronic gear. Buckypaper provides up to four times the shielding specified in a recent Air Force contract proposal, Wang said.

Typically, conventional composite materials have a copper mesh added for lightning protection. Replacing copper with buckypaper would save weight and fuel.

Wang demonstrated this with a composite model plane and a stun gun. Zapping an unprotected part of the model caused sparks to fly. The electric jolt, though, passed harmlessly across another section shielded by a strip of buckypaper.

Other near-term uses would be as electrodes for fuel cells, super capacitors and batteries, Wang said. Next in line, buckypaper could be a more efficient and lighter replacement for graphite sheets used in laptop computers to dissipate heat, which is harmful to electronics.

The long-range goal is to build planes, automobiles and other things with buckypaper composites. The military also is looking at it for use in armor plating and stealth technology.

"Our plan is perhaps in the next 12 months we'll begin maybe to have some commercial products," Wang said. "Nanotubes obviously are no longer just lab wonders. They have real world potential. It's real."

1/11 F: le charbon reconverti dans la géothermie

http://www.novethic.fr/novethic/v3/article.jsp?id=118409&newsletter=ok&cat=article

Alors que le projet de loi relatif au Grenelle de l’environnement vient tout juste d’être voté par l’Assemblée Nationale, les communes minières de France et d’Europe s’engagent de plus en plus sérieusement dans la voie des énergies renouvelables. L’idée : utiliser l’eau des mines ennoyées depuis leur fermeture pour alimenter des centrales géothermiques.

L’énergie géothermique, une seconde vie pour les mines de charbon ? C’est en tout cas ce qu’espèrent les anciennes cités minières, tant pour verdir leur image que pour relancer le développement local. Peu développée en France (elle ne concerne que 1,3% des énergies renouvelables, lesquelles ne représentent que 8,5 % de la production totale), l’exploitation de la chaleur du sol offre pourtant un potentiel énergétique considérable. Et pour cause : la température terrestre augmente de 3°C tous les 100 mètres parcourus en profondeur.

En quoi l’utilisation des anciennes mines de charbon est-elle pertinente ? Elle évite les coûts de forage, qui peuvent s’élever à 150 000 euros tous les 100 mètres, et offre grâce à son labyrinthe de galeries sous-terraines, un réseau de distribution. Certes, de nombreux puits ont été rebouchés à l’arrêt de l’activité (c’est le cas de plus de 86 % des mines de Lorraine), et le potentiel de faisabilité dépend très largement de la configuration des galeries. Il faut également que l’eau ait retrouvé sa température naturelle, ce qui demande parfois vingt ans d’attente après la fermeture de la mine. Enfin, il faut encore que les espaces à alimenter soient les plus proches possibles de la centrale, car la déperdition de chaleur atteint parfois les 2°C par kilomètre d’acheminement.

Mais ces différentes contraintes rebutent de moins en moins les communes françaises concernées. Depuis quelques mois, elles sollicitent les services du Bureau de recherches géologiques et minières (BRGM), pour établir des études de faisabilité. Fabrice Boissier, directeur du département géothermie du BRGM, a notamment étudié les sites lorrains pour déterminer un candidat propice à l’installation d’une centrale géothermique. « Nous avons fait l’inventaire des mines existantes. Le site n’est pas encore déterminé, mais cela ne saurait tarder. Restent à traiter les différents problèmes juridiques… Car les mines fermées depuis longtemps dépendent toujours de la législation du Code des mines, ce qui induit des difficultés administratives. La démarche doit donc être concertée, entre les collectivités concernées, l’Ademe et le BRGM. »

Des projets d’aménagement urbains autour de centrales géothermiques

La voie est tracée par les quelques projets pilotes cofinancés par le programme européen Interreg IIIB. Première concrétisation en date, l’ouverture d’une centrale géothermique sur des anciens travaux miniers à Heerlen, aux Pays-Bas, dans le cadre d’un projet de rénovation urbaine. Précurseurs, les Pays Bas ? En réalité, pas tout à fait. La ville de Sprighill, en Nouvelle Ecosse, avait effectivement ouvert une telle centrale en 1988, pour alimenter un parc industriel. Mais dorénavant, l’objectif est d’approvisionner des pôles urbains entiers, composés de centres d’affaires, de zones commerciales et de quartiers résidentiels. D’où l’intérêt porté par les communes minières. Patrice Delattre, délégué général de l’Association des communes minières de France (Acom), et coordinateur de l’Association européenne des communes minières (Euracom) croit fermement au potentiel français. « Il existe des anciens travaux miniers qui contiennent des réservoirs d’eau importants. Surtout dans le Nord Pas-de-Calais, en Lorraine, dans le Tarn, les Bouches du Rhône et en Auvergne. Reste donc à trouver une articulation entre les projets d’aménagement urbain de ces régions et la réhabilitation des bassins miniers ». Il revient par ailleurs sur la nécessité de combiner les différentes sources d’énergie : « la géothermie seule ne suffit pas, il faut lui associer l’éolien et le photovoltaïque. C’est ce qui fait qu’il n’existe pas de concurrence avec les autres énergies renouvelables. »

Pour l’instant, on ne dénombre aucun dispositif opérationnel en France, mais il existe deux projets pilotes : l’un à Freyming Merlebach, en Moselle, et l’autre à Gardanne, près de Marseille. Cette commune des Bouches du Rhône a en effet racheté les deux puits voisins et commandé une étude de faisabilité au BRGM. Claude Durand, directrice de cabinet du maire, précise néanmoins que rien ne garantit l’installation d’une future centrale: « Nous sommes très en amont du projet. Pour l’instant, il s’agit d’évaluer le volume d’eau et sa température, pour décider comment réutiliser cette eau douce, qui jusqu’ici se déverse dans la mer méditerranée.» La France n’en est qu’à ses débuts en la matière. Patrice Delattre regrette d’ailleurs le peu de place accordée à la géothermie dans les projets du Grenelle. « Mais c’est le rôle de l’Acom, d’interpeler les pouvoirs publics et les collectivités, car il y a là un véritable enjeu sectoriel pour les communes minières. Il faut aussi échanger nos expériences avec nos voisins étrangers, ce que nous faisons au sein d’Euracom. »

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31/10 l'Europe pousse les recherches sur l'énergie "bas carbone"

http://www.lemonde.fr/archives/article/2008/10/29/l-europe-pousse-les-recherches-sur-l-energie-bas-carbone_1112336_0.html

LE MONDE | 29.10.08 | 14h40 • Mis à jour le 29.10.08 | 14h40

D'ici à 2020, réduire de 20 % les émissions de gaz à effet de serre (par rapport à leur niveau de 1990), porter à 20 % la part des filières renouvelables dans sa consommation d'énergie totale, et réduire celle-ci de 20 %. Tels sont les objectifs que s'est fixés l'Union européenne, face à "l'urgence du défi climatique".

Pour y parvenir, la Commission de Bruxelles a élaboré, en novembre 2007, un "plan stratégique européen pour les technologies énergétiques", visant à fédérer autour de ces objectifs le plus grand nombre d'organismes scientifiques et technologiques, avec le monde industriel. Le coup d'envoi de ce programme a été donné mardi 28 octobre à Paris, dans le cadre de la présidence française du Conseil de l'Union européenne, à l'occasion d'une conférence réunissant quelque 300 chercheurs et industriels.

"L'Europe dispose d'excellentes compétences dans les technologies à faible émission de carbone. Mais ses efforts sont aujourd'hui dispersés et mal coordonnés. Il lui faut travailler plus efficacement", souligne Janez Potocnik, commissaire européen en charge de la science et de la recherche.

Dans un premier temps, douze établissements scientifiques et technologiques ont décidé d'unir leurs efforts, au sein d'une "Alliance européenne pour la recherche dans le domaine de l'énergie". Cette structure, dans laquelle sont représentés l'Allemagne, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France (à travers le Commissariat à l'énergie atomique), la Grèce, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal et le Royaume-Uni, a pour vocation de "soutenir une industrie européenne compétitive".

EN ATTENTE DE FINANCEMENT

Plusieurs axes de recherche et développement sont considérés comme prioritaires pour les dix années à venir. Sont mis en avant les biocarburants de deuxième génération, les technologies de piégeage, de transport et de stockage de CO₂, les grandes éoliennnes, le photovoltaïque à grande échelle, les sources d'énergie renouvelables et décentralisées, ainsi que les équipements et systèmes destinés aux secteurs de la construction et des transports.

Les tenants du nucléaire sont eux aussi servis, puisque les réacteurs à fission de 4^e génération (qui doivent succéder à l'EPR), ainsi que le réacteur à fusion ITER, font partie des "principaux défis technologiques à relever".

Rien n'est en revanche arrêté pour le financement de ces actions. La Commission prévoit de "présenter une communication" sur ce sujet en mars 2009, en examinant "toutes les pistes permettant de mobiliser des investissements privés, notamment sous forme de capital-risque, et de collecter des fonds supplémentaires". Janez Potocnik prévient : "Il serait irresponsable d'imaginer que l'Europe pourra atteindre ses objectifs en matière d'énergie bas carbone sans un effort financier accru."

Pierre Le Hir

30/10 USA: Mass production of plastic solar cells

http://www.technologyreview.com/energy/21574/?nlid=1435

A novel photovoltaic technology moves into large-scale production.