Frage:
Warum gehen Durchbrüche in Wissenschaft und Forschung, die ein enormes (und offensichtliches) Potenzial haben, oft nicht (oder kaum) über das Labor hinaus?
bob
2020-02-23 06:14:50 UTC
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Manchmal werden Fortschritte in der wissenschaftlichen Forschung erzielt, die ein enormes und sehr leicht sichtbares Potenzial haben. Es gibt zwei Beispiele, die ich kürzlich gesehen habe.

Ein Beispiel ist dieses neu entwickelte kostengünstige Verfahren zur Umwandlung von Kohlendioxid in Methanol als Kraftstoff. In dem Artikel heißt es: "Die Herstellung von Methanol aus Kohlendioxid, das in erster Linie zur globalen Erwärmung beiträgt, würde sowohl die Treibhausgasemissionen reduzieren als auch die fossilen Brennstoffe ersetzen, die sie erzeugen." Dies hat ein enormes Potenzial, und es scheint, dass dies für Forscher und Aktivisten, die auf diesem Gebiet arbeiten, von großer Aufregung sein sollte.

Ein weiteres Beispiel ist diese Entwicklung von vier Strategien, die teilweise, aber signifikante Fortschritte bei der Bekämpfung allgemeiner Krebserkrankungen darstellen. Dies hat auch viel Potenzial auf seinem Gebiet und ist eindeutig weiter fortgeschritten als viele heute verwendete Methoden.

Diese beiden Fortschritte sind keineswegs die einzigen von solcher Bedeutung, die ich gesehen habe, und es gibt sicherlich noch viel mehr, die ich nicht gesehen habe, aber keiner von uns sieht, dass diese über dieses Stadium hinausgehen.

Warum gehen Durchbrüche in Wissenschaft und Forschung, die ein enormes (und offensichtliches) Potenzial haben, oft nicht (oder kaum) über das Labor hinaus und was unterscheidet sie von denen, die in der Realität angewendet werden Welt ?

Kommentare sind nicht für eine ausführliche Diskussion gedacht.Diese Konversation wurde [in den Chat verschoben] (https://chat.stackexchange.com/rooms/104908/discussion-on-question-by-bob-why-do-breakthroughs-in-science-and-research-that).Antworten in Kommentaren werden gelöscht.Bitte lesen Sie [diese FAQ] (https://academia.meta.stackexchange.com/questions/4230/why-do-the-moderators-move-comments-to-chat-and-how-should-i-behave-afterwards) bevor Sie einen weiteren Kommentar veröffentlichen.
Die meisten Antworten (ich habe noch nicht alle gelesen) antworten direkt auf das erste Beispiel und verallgemeinern dann leicht.Ich suche immer noch nach mehr Antworten, die sich mehr auf das zweite Beispiel konzentrieren und mehr verallgemeinern.
Sieben antworten:
guest
2020-02-23 06:46:48 UTC
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Es sind nur auffällige Pressemitteilungen. Sie sind wirklich nicht so billig (einschließlich Capex und Opex), einfach, mit hoher Ausbeute, beständig gegen Katalysatorverunreinigungen oder skalierbar wie geschrieben.

Ich habe diese auffälligen Pressemitteilungen gesehen Dünnschicht-Brennstoffzellen und dergleichen (Methanolproduktion, Energieerzeugung, FT-Synthese, Biodiesel, Switchgrass usw.) seit mindestens den 90er Jahren. Die aktuellen Pressemitteilungen sehen den gleichen Pressemitteilungen von damals erstaunlich ähnlich, mit kaum erkennbaren Verbesserungen auf diesem Gebiet. Oder die Verwirklichung (oder Schande) der vergangenen Pressemitteilungen, die nirgendwo hin führten. Nur ein neuer Assistenzprofessor und eine andere pressehungrige R1-Schule, die mehr Brutzeln ohne Steak ausstößt. Das war bereits in den 90er Jahren ein maximaler Hype und ist im Grunde genommen kommerziell nirgendwo hingegangen (d. H. Außerhalb des Bereichs der Elfenbeinturmkarrieren). Und es scheint immer noch ein heißer Bereich für NSF-Finanzierung und dergleichen zu sein. Und es ist ein Bereich, der die Ego-Wissenschaftler und Selbstförderer wirklich anzieht.

Ja und nein.Der "immense Durchbruch, der die gesamte X-Industrie revolutionieren wird" ist seit Ewigkeiten Standard in der gelben Presse.Ja, es passieren einige Durchbrüche.Oft werden sie am Anfang nicht als solche erkannt (sie sind einfach zu weit vom Feld entfernt, denken an Internet und WWW), manchmal sind sie wirklich mehr oder weniger "Mainstream" und brauchen Jahre oder Jahrzehnte des Optimierens undFeinabstimmung als nützlich und praktisch realisierbar, manchmal ist es nur ein Flop, der viel versprach, aber nicht lieferte.
Sie machen einen allgemeinen Kommentar zu mehr als dem, was in Frage kommt.Ich antworte auf den Ort der Frage, die diese luftigen akademischen Pressemitteilungen sind.
Ihre Aussage zu "Nano" ist völlig falsch.Das Gebiet der Spintronik in der Physik befasst sich nur mit Nano-Geräten und Nano-Effekten und erhöht die Speicherdichte von Festplatten exponentiell und tut dies immer noch, und jetzt beginnt die Massenproduktion von magnetischem RAM in Fabriken ... aber diese knifflige Technologie dauerte 20 bis 30 JahreUm entwickelt zu werden und wettbewerbsfähig zu werden, ist es nicht verwunderlich, dass die neue Technologie wirtschaftlich und technologisch sehr erfolgreich sein muss, wenn ein Standard-CMOS-Silizium <10 nm Chip-Fabrik Investitionen> 10 Milliarden US-Dollar erfordert
@vonbrand: Obwohl ironischerweise, habe ich den Flur entlang von einem Mann gearbeitet, der tatsächlich eine Branche revolutioniert hat.
@user48953094 Ganz zu schweigen von der Verwendung von Materialien mit Nanostruktur in allen Arten von industriellen chemischen Prozessen und dergleichen.Es gibt viele enorme Vorteile, die Sie durch Nano-Engineering erzielen können.Es ist nur so, dass so viele Leute denken, dass es sinnvoll wäre, einen Motorblock mit Nanomaschinen oder dergleichen zu bauen, und sie sind enttäuscht, wenn niemand das wirklich will.
Genau.Neue Ideen und Erfindungen existieren nicht in einem Vakuum, sie müssen von Natur aus mit bereits existierenden Dingen konkurrieren und um lebensfähig zu sein, müssen sie in bedeutender Weise * besser * sein als das, was bereits existiert.Wenn also jemand behauptet, ein Verfahren entwickelt zu haben, das besser ist als Pflanzen, und zwar genau das, was Pflanzen am besten können, sollten Sie dies wahrscheinlich mit einem enormen Salzkorn einnehmen.Ein paar Milliarden Jahre Evolution zu schlagen, ist eine ziemlich große Aufgabe, und wenn man besser als Pflanzen ist, um „CO2 in Kraftstoff umzuwandeln“, scheint die Revolutionierung einer Branche ein Kinderspiel zu sein.
Kurz gesagt, es ist äußerst wahrscheinlich, dass die einzige Möglichkeit, Pflanzen bei der Umwandlung von CO2 in Kraftstoff zu schlagen, * mit einer besseren Anlage * ist.
Einverstanden mit @user48953094.Sicher, 'Nano' war für eine Weile ein heißes Schlagwort, und sicher gab es keinen Mangel an Akademikern, die sich auf den Nano-Grant-Zug stürzten, aber zu behaupten, dass Nanotechnologie in dieser Zeit nichts Nützliches hervorgebracht hat, ist keine vertretbare Position.Nur MEMS allein hat in den letzten 20 Jahren zu Revolutionen bei optischen Datennetzwerk-Switches, Biochemie (Labor auf einem Chip), IMUs und anderen Sensoren usw. geführt. Die Nanotechnologie hat direkt zu einer unglaublichen Reihe realer, praktischer technologischer Fortschritte beigetragen.
@RBarryYoung Obwohl es überraschend erscheint, sind Pflanzen in der Tat erstaunlich ineffizient, und es ist nicht unangemessen zu glauben, dass ein kontrollierter industrieller Prozess dies viel effizienter tun könnte.https://en.wikipedia.org/wiki/Photosynthetic_efficiency Wie Sie jedoch betonen, sind auch monetäre Kosten relevant und die Kapitalkosten für den Anbau von Pflanzen sind sehr niedrig.
user48953094
2020-02-23 08:51:02 UTC
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Weil technologische Entwicklungen und wissenschaftliche Entdeckungen Prozesse in sehr unterschiedlichen Größen und Zeitskalen einer Entwicklung sind, die häufig unter sehr unterschiedlichen Randbedingungen (Labor vs. reale Umgebung) eines in Serie herstellbaren technologischen Produkts erfolgen.

Im Durchschnitt dauert es oft sogar für einfach umwandelbare Hochtechnologiekonzepte und -ideen 5-10 Jahre, um einen Prototyp herzustellen, mit dem eine gebrauchsfertige Technologie optimiert werden kann in der Industrie.

Um den Status Quo einer solchen Entwicklung zu messen, wurde das "Technologiebereitschaftsniveau" konzipiert und wird in der Wissenschaft häufig verwendet (Forschungsberichte, Finanzierungsaufforderungen, .. .) und die Industrie, um die erforderlichen Zeit-, Personal- und Finanzanforderungen zu qualifizieren und abzuschätzen, um ein bestimmtes Bereitschaftsniveau zu erreichen, oder um zu entscheiden, ob ein Konzept in der Phase ist, um es von der akademischen R&D auf die industrielle Realisierung und Produktentwicklung zu übertragen.

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Wirtschaftliche Anforderungen sind nicht der Schlüsselfaktor für die Umsetzung eines technologischen Konzepts bis zur endgültigen TRL-Ebene, hauptsächlich die gesellschaftliche Nutzung und der Gewinn (z. B. Kernspaltungsenergie /). Technologie hat langfristig viel höhere Kosten für die Gesellschaft aufgrund von Atommüll und ist korrekt entsorgt als die Einnahmen der c Unternehmen, die damit Energie verkaufen).

Aus wirtschaftlicher Sicht ist bekannt, dass die meisten High-Tech-Startups scheitern. Wenn dies auf ein unbekanntes / falsch eingeschätztes TRL-Niveau der Entwicklung und eine zu frühe technologische Realisierung zurückzuführen ist oder nur eine schlechte Idee oder ein schlechtes wirtschaftliches Projektmanagement, wäre es interessant zu wissen. Da diese Ausfallrate von High-Tech-Startups jedoch ziemlich hoch ist, ist dies wahrscheinlich niemandem bekannt oder statistisch untersucht.

Wenn Sie sehen, dass die Anzahl der Patente exponentiell zunimmt, aber eher Geld für R&D ausgegeben wird stagniert oder wächst langsamer, viele Durchbrüche und Konzepte können praktisch überhaupt nicht für ihre Bereitschaft bestätigt werden.

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Die Ausgaben pro Jahr betragen "Milliarden", nicht "Millionen".Das ist ein Fehler in der Grafik.
@okintheory richtig, danke für den Hinweis!
"(Zum Beispiel hat die Energie / Technologie der Kernspaltung aufgrund von Atommüll langfristig viel höhere Kosten für die Gesellschaft und ist ordnungsgemäß entsorgt als die Einnahmen der Unternehmen, die damit Energie verkaufen)." Nitpick: Kernenergie ist langfristig sehr viel billiger.Das Problem ist, dass es aufgrund der längeren Bauzeit und der höheren Baukosten 20 bis 30 Jahre dauert, bis der ROI eine Gasanlage übertrifft.Moderne Abfalllagerung ist der einfache Teil.
Auch das Patentdiagramm lässt sich zumindest teilweise besser durch den Stand des Rechts- / Patentsystems erklären.Patente sind heute seltener ein Indikator für eine wirklich neue Idee als früher.Patentämter erteilen viele Patente, die nicht wirklich neu sind, und Patente werden häufig verwendet, um Startups einen potenziellen Wert bei Unternehmensübernahmen und für die juristische Kriegsführung von Unternehmen zu verleihen, anstatt nur Erfindern ein erweitertes Fenster zu geben, um ihre Idee in ein erfolgreiches Unternehmen ohne umzuwandelnKonkurrenzdruck.
user110066
2020-02-23 06:53:24 UTC
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Ich bin ein Doktorand in Chemieingenieurwesen und werde mein Bestes geben, um diese Frage im Kontext meines Fachgebiets zu beantworten.

Die kurze Antwort lautet, dass ein industrieller Prozess, der die fortschrittlichsten Technologien verwendet, dies nicht ist wirtschaftlich.

Dafür kann es mehrere Gründe geben.

  1. Der Barwert der aus dem Prozess über die Lebensdauer der Anlage erzeugten Produkte ist nicht größer als die Investition, die erforderlich ist, um eine solche Anlage in Betrieb zu nehmen

  2. Der Prozess würde im industriellen Maßstab nicht funktionieren

  3. ol>

    In diesem Fall Beispiel für einen Katalysator, der CO2 zu Methanol reduziert, kann ich einige mögliche Gründe nennen, warum dieser Prozess möglicherweise nicht in großem Maßstab funktioniert.

  • Der Katalysator ist leicht vergiftet und teuer / unmöglich zu regenerieren.
  • Die für die Funktion des Katalysators erforderlichen CO2-Konzentrationen sind höher als unter industriellen Bedingungen
  • Das Produkt vergiftet / zerstört den Katalysator
  • Wasser oder andere übliche Verunreinigungen in Abwässern von CO2-produzierenden Kraftwerken würden den Katalysator zerstören
  • Extrem hohe Temperaturen oder niedrige Temperaturen oder hohe Drücke sind erforderlich, damit der Katalysator funktioniert.
  • Der Katalysator ist sehr teuer.
  • Während des Prozesses werden andere Produkte hergestellt, die das Methanol unbrauchbar machen.
  • Die Ölpreise sind wirklich hoch niedrig, was alternative Kraftstoffe weniger attraktiv macht.
  • Die Reaktionsgeschwindigkeit ist zu langsam.
* Sie erhalten CO2 aus der Verbrennung von Methanol. Um CO2 in Methanol umzuwandeln, ist daher ein Energieeinsatz erforderlich, der wahrscheinlich den Punkt zunichte macht, an dem Sie das CO2 überhaupt erhalten haben (Energieerzeugung).
Der Katalysator nutzt Licht als Energiequelle für die Reduktion.Die Idee ist, dass diese Reaktion mit nur Sonnenenergie CO2 effizient in Methanol umwandeln könnte.
@alluppercase - dann ist es eine Frage, wie viel Energie Sie benötigen.Haben Sie berechnet, wie viele Quadratkilometer Sonnenkollektoren gebaut werden müssen, um auch nur einen kleinen Teil des ausgestoßenen CO2 einzufangen und umzuwandeln?
@WolfgangBangerth Ich habe es getan.Ich habe berechnet, dass, wenn jedes einzelne Dach in einer dicht besiedelten Stadt durch Photovoltaikzellen ersetzt wird, die erzeugte Energie nicht genügend Brennstoffe aus CO2 erzeugt, um die Stadt mit Strom zu versorgen, wenn die Sonne nicht scheint.Wenn Sie jedoch Windkraft in den Mix einbauen (aus praktischen Gründen außerhalb der Stadt installiert), ist der Solarteil plötzlich sinnvoll, um die Hauptstromerzeugungsmethode, d. H. Windkraft, zu ergänzen.Die Sonne scheint möglicherweise zu einer Zeit, in der es keinen Wind gibt, und daher ist Solarenergie eine gute Ergänzung für Windkraft.
@alluppercase Die meisten Ihrer Gründe sind sinnvoll, aber Sie verpassen teilweise den Punkt: Das CO2 wird nicht in Fabriken produziert;Es wird aus der Atmosphäre entnommen, wo es aufgrund von Verschmutzung zu viel davon gibt.Auch die Konzentration / der Druck / die Wärme, wenn CO2 unter normalen Bedingungen einfach auf den Katalysator "geblasen" wurde, erwies sich als ausreichend.Und die vier Materialien, die zur Herstellung des Katalysators verwendet werden, sind nicht sehr teuer.
@alluppercase, das "nur Sonnenenergie" verwendet, impliziert nicht automatisch "effiziente Umwandlung".Wenn der Wirkungsgrad der Umwandlung von Sonnenenergie in Methanol auf diesem Weg 1% beträgt, ist es besser, wenn Sie den Einfangbereich für 25% PV-Module oder konzentrierte Sonnenenergie verwenden und das Sabatier-Verfahren (exotermisch) verwenden, um Methan zu erhalten.Letzteres kann bei 1200 ° C effizient (95%) zu Graphit pyrolisiert werden.Ja, es wird nicht "in einem Schritt ohne bewegliche Teile" sein, aber es wird effizienter als 1% sein.https://en.wikipedia.org/wiki/Sabatier_reaction#International_Space_Station_life_support
@juhist Wie ist es mit der Stromversorgung der Stadt mit Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen * direkt * zu vergleichen?Ohne CO2 oder Methanol.
@user253751-Speicher.Das Speichern von Methanol ist relativ einfach, das Speichern von Elektrizität nicht.Dies ist wichtig für den Transport und den Umgang mit dem Strombedarf im Winter.
@user253751 Genau.Wir haben unzählige saubere Möglichkeiten, sauberen Strom zu erzeugen ... und keine gute Möglichkeit, ihn für eine spätere Verwendung zu speichern.Unsere besten Batterien (Li-Ionen) enthalten immer noch nur einen Bruchteil der Energie pro Volumeneinheit als brennbare Brennstoffe.Und für die Speicherung von Energie in großem Maßstab (denken Sie an eine Batterie in Stadtgröße) sind die Optionen noch weniger attraktiv.Das ist derzeit das Hauptproblem bei erneuerbaren Energien / Elektrofahrzeugen.
@Vilx: Es gibt tatsächlich eine ziemlich gute Möglichkeit, Sonnen- und Windenergie zu "speichern".Sie koppeln es an einen Wasserkraftwerk: https://www.bpa.gov/Projects/Initiatives/Wind/Pages/default.aspx
@jamesqf: und dies umso mehr in Regionen, in denen Wind- und Sonnenenergie das Wasser selbst aufbringen, ohne dass Windmühlen oder Sonnenkollektoren erforderlich sind, d. H. Traditionelle Wasserkraft.
@jamesqf - Sprechen Sie über Pumpspeicher-Wasserkraft?Ihr Link erwähnt das nicht, es scheint, dass es sich nur um konventionelle Wasserkraftwerke handelt, die überhaupt keinen Strom speichern - sie erzeugen ihn.Pumpspeicher ist eine Option, erfordert jedoch die richtige Geografie, sodass er häufig nicht verfügbar ist.Auch die Anschaffungskosten sind enorm.Sie können nicht klein anfangen und es dann anbauen.Also ja, es ist das Beste, was wir haben, aber es ist immer noch nicht sehr gut.
@Vilx: Nein, ich spreche nicht von Pumpspeicher, ich spreche von Wind / Solar in Verbindung mit Wasserkraft.Im einfachen Fall nutzen Sie tagsüber Sonnenenergie und lassen nicht viel Wasser aus dem Damm, nachts lassen Sie mehr Wasser heraus.Natürlich gibt es Komplexitäten, wie zum Beispiel die Notwendigkeit, einen bestimmten Mindestfluss im Fluss aufrechtzuerhalten, aber wie der Link zeigt, kann dies getan werden.
@cbeleites unterstützt Monica: Sie können jedoch mehr Gesamtenergie durch Hinzufügen von Sonne und Wind gewinnen und gleichzeitig die Stromversorgung aufrechterhalten.
@jamesqf Fair genug, aber das wird immer noch nicht als "Speicher" klassifiziert.Obwohl ich zugebe, dass es das Problem in vielen Fällen lösen wird.
-1
@jamesqf - Aber es war nicht die Sonnen- / Windenergie, die dort gespeichert wurde.
@jamesqf - Was ich meine ist - wenn wir eine Energiequelle wie Sonne / Wind haben, die manchmal zu viel Energie erzeugt und manchmal nicht genug, wollen wir eine Art Energiespeicher, um dies auszugleichen.Wenn es zu viel produziert, senden wir das Extra an den Speicher.und wenn es nicht genug produziert, nehmen wir das fehlende Teil aus dem Lager zurück.Ihr Wasserdamm kann die zusätzliche Energie erst später aufnehmen und speichern.Es ist keine Lagerung.Es ist der gleiche Unterschied wie zwischen einem Dieselgenerator und einer Blei-Säure-Batterie.Beide können Strom produzieren, aber nur einer von ihnen kann Strom von außen aufnehmen, um ihn für später zu speichern.
@Vilx: Ja, es ist Speicher.Der Damm speichert Energie, indem er nicht so viel Wasser ablässt, wie es könnte, wenn er genug Strom erzeugen müsste, um die gesamte Systemlast zu tragen.Dieses Wasser wird gespeichert - wodurch der Wasserstand hinter dem Damm erhöht wird - bis es zur Stromerzeugung benötigt wird.Genau das gleiche wie Pumpspeicher,
juhist
2020-02-23 18:36:28 UTC
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Ein Beispiel ist dieses neu entwickelte kostengünstige Verfahren zur Umwandlung von Kohlendioxid in Methanol als Kraftstoff.

Der Grund in diesem sehr speziellen Fall (und wahrscheinlich in vielen anderen Fällen) ist die Wirtschaftlichkeit b >.

Kohlendioxid ist ein Gas. In der sauberen Energiewirtschaft von morgen ist Kohlendioxid nur verfügbar, wenn (a) gespeichert oder (b) wenn Wind- / Sonnenenergie nicht ausreichend vorhanden ist und daher Brennstoffe zur Energiegewinnung verbrannt werden. Der Prozess erfordert einen Energieeinsatz, sodass Sie ihn nur verwenden können, wenn reichlich Wind- / Sonnenenergie vorhanden ist. Es gibt eine Nichtübereinstimmung: Sie erzeugen CO 2 sub>, wenn nicht genügend saubere Energie vorhanden ist, und benötigen es, wenn ausreichend saubere Energie vorhanden ist. Daher benötigen Sie Gasspeicher i>.

Ich gehe hier davon aus, dass der Prozess derzeit nicht mit 400 ppm Kohlendioxid in der Erdatmosphäre betrieben werden kann, sondern konzentriertes Kohlendioxid erfordert. Es gibt Prozesse wie die Photosynthese, die mit 400 ppm Kohlendioxid in der Erdatmosphäre arbeiten. Tatsächlich gibt es eine Millionen Jahre alte Technologie namens "Baum", die Kohlendioxid mithilfe von Sonnenlicht durch Photosynthese in feste Brennstoffe umwandelt. Ich weiß das, weil ich ein Waldbesitzer bin und Zehntausende dieser Dinge besitze, die "Bäume" genannt werden.

Wenn Sie erhebliche Mengen an CO 2 sub> speichern möchten, Sie haben bereits eine Gasspeicherkapazität und sind somit nicht auf flüssige Brennstoffe beschränkt. Sie können auch gasförmige Brennstoffe speichern. Insbesondere können Sie Methan (Erdgas) speichern. Da viel Erdgas verwendet wurde, gibt es eine große Anzahl erschöpfter Erdgasfelder, die nachweislich in der Lage sind, Methan über Millionen von Jahren zu speichern. Damit dieses Methanolverfahren auf dem Markt bestehen kann, muss es die Wasserelektrolyse (erfunden 1800) und die Sabatier-Reaktion (erfunden 1897) verdrängen. Beide sind bekannte Technologien und wandeln bei gemeinsamer Verwendung Kohlendioxid in synthetisches sauberes Methan um.

Wenn ich ein Investor bin, der sich auf saubere Energie konzentriert und überlegt, ob er einen Methanolproduktionsprozess finanzieren soll, schaue ich hauptsächlich auf folgende Dinge:

  • Langlebigkeit. Das Gerät muss mindestens Zehntausenden von Stunden standhalten.
  • Energieeffizienz. Das Gerät muss Energieeffizienzgewinne gegenüber Wasserelektrolyse + Sabatier-Reaktion aufweisen, um erfolgreich mit synthetischem Methan konkurrieren zu können.
  • Nützlichkeit der Leistung. Aktuelle Autos fahren nicht mit Methanol, einem stark ätzenden Kraftstoff. Elektroautos und Wasserstoffautos entstehen. Wir haben vielleicht nie eine große Flotte von Autos mit Methanolantrieb. KWK- und Kombikraftturbinen haben dagegen eine sehr hohe Energieeffizienz und können bereits Methan verbrennen. Aus diesem Grund würde ich viel lieber in die Methanproduktion als in die Methanolproduktion investieren. Es ist bereits eine große Menge an Stromerzeugungskapazität mit Methanantrieb installiert, und wir haben wahrscheinlich mehr Autos mit Methanantrieb als Autos mit Methanolantrieb.
  • Produktionskosten. Es muss erfolgreich mit Biokraftstoffen konkurrieren, zum Beispiel um Autos mit Verbrennungsmotor, die sich nicht durch hervorragende Energieeffizienz auszeichnen und bald zumindest durch Plug-in-Hybride oder vollelektrische Autos ersetzt werden.
  • Investitionskosten von Ausrüstung. Die Ausrüstung muss billiger sein als Elektrolysezellen und Sabatier-Reaktoren.
  • R&D-Kosten. Kommerzielle Unternehmen haben beispielsweise in Elektrolysezellen investiert und den R&D bereits bezahlt. Ist es sinnvoll, weitere R&D für die Methanolproduktion zu zahlen?
  • Andere alternative Anlagen. Wenn Sie beispielsweise Gas speichern können, können Sie möglicherweise Wasserstoff (*) speichern, für den keine CO 2 -Fangung erforderlich ist, falls Brennstoffzellen + Elektrolysezellen jemals kosteneffizient werden. Wasserstoff hat eine bessere Energiedichte nach Masse als Methan, aber eine schlechtere Energiedichte nach Volumen als Methan. Es kann jedoch sinnvoll sein, eine Wasserstoffwirtschaft zu haben, da mit Wasserstoff keine CO 2 -Sammlung und -Speicherung erforderlich ist.

Es tut mir leid, das zu sagen Als Investor werde ich mein Geld in Windkraft, Solarenergie, Wechselrichter, Geräte zur Verfolgung maximaler Leistungspunkte, Wasserkraft, Elektrolyse und Wald stecken. (Tatsächlich habe ich mein Geld bereits in die Elektrolyse gesteckt, indem ich in ein Unternehmen zur Herstellung von Elektrolysezellen, in Wasserkraft, in Wald, in MPPT-Geräte, in Wechselrichter, in Solarenergie und in Windkraft investiert habe.)

(*): Die Speicherung von Wasserstoff ist mit Herausforderungen verbunden, da es sich um ein sehr leichtes Atom handelt, das leicht diffundieren kann und Wasserstoff Stahl verspröden kann

Bäume sind anständig genug, um atmosphärisches Kohlendioxid in feste Brennstoffe umzuwandeln.Dies ist jedoch eher als Gasrückgewinnung aus Kraftwerken gedacht - Abfangen der kohlendioxidreichen Abgase, Durchblasen einer Lösung und Herausholen von festem Kohlenstoff (und freiem Sauerstoff).Ein besserer Vergleich wären also Algenfässer, die aus dem gleichen Grund ebenfalls in Betracht gezogen wurden.Das Schöne ist, dass Sie nicht das gesamte Kapital in diesen Kraftwerken wegwerfen und viel höhere Wirkungsgrade bei der Befestigung erzielen müssen.Das macht die Wirtschaft viel attraktiver und wird eher von Ökos abgelehnt
@Luaan: Sie benötigen jedoch noch eine große Fläche, die der Sonne ausgesetzt ist, um die für die Umwandlung erforderliche Energie zu sammeln.Die Menge der gesammelten Sonnenenergie muss offensichtlich MINDESTENS so hoch sein, wie sie durch die Verbrennung des fossilen Brennstoffs erzeugt wurde (Energieeinsparung, wissen Sie).In Wirklichkeit wird es mindestens doppelt so hoch sein, da Kraftwerke mit fossilen Brennstoffen zu etwa 50% effizient sind.
@jamesqf Sicher, kein Streit darüber.Es ist auch nicht realistisch zu erwarten, dass 100% des Kohlendioxids eingefangen werden.Hier dreht sich alles um die Wirtschaftlichkeit - entweder ist dies ein billigerer Weg, um z.Kohlekraftwerke klimaneutral oder nicht.Ich weiß nichts über dich, aber die Kraftwerke in meiner Umgebung haben viel Landfläche (Kohlekraft ist nicht gerade sauber oder gesund, um es gelinde auszudrücken).Die Verwendung solcher "Sperrzonen" für Solarenergie klingt nicht schlecht.Es gibt seit Jahrzehnten Versuchsanordnungen mit Algen, die fast dasselbe tun.
"Wenn Sie Gas speichern können, können Sie Wasserstoff speichern" Als Chemiker sehe ich signifikante Unterschiede zwischen der Speicherung von Wasserstoff und etwa Propan.
@cbeleitessupportsMonica Einverstanden, Antwort leicht überarbeitet.
@Luaan: Zwei Punkte.Zunächst stellte sich die Frage, warum "Durchbrüche" nicht schnell umgesetzt werden.Hier sind es die Kosten und die Bauzeit der Maschinen für das künstliche Blatt, auch wenn es erfolgreich skaliert werden kann.Zweitens macht ein Kraftwerk, selbst wenn es implementiert ist, nicht klimaneutral.Es wandelt einfach das CO2 in Methanol um, das später verbrannt wird, und setzt das CO2 frei, das nur wenig später noch in der Atmosphäre landet.
@jamesqf Auf diese Weise können Sie jedoch eine Anlage mit größtenteils geschlossenem Kreislauf erstellen.Das ist der Hauptpunkt.Grundsätzlich könnte es sich um ein Solarkraftwerk handeln, das an einem bestehenden Kraftwerk nachgerüstet wird.Aber selbst wenn Sie das Methanol verwendet haben, z.Für den Antrieb von Autos bedeutet dies immer noch, dass Sie die gesamten Kohlendioxidemissionen erheblich senken - Sie verbrauchen im Wesentlichen zweimal denselben Kohlenstoff (vorausgesetzt, der Verbrauch steigt nicht an, was natürlich unrealistisch ist).
Terry
2020-02-24 20:05:44 UTC
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Dies sind alles gute Antworten, aber eine Sache, die nicht erwähnt wurde, ist das, was unfreundlich als Betrug bezeichnet werden kann.

Oder wie sie in Forschungskreisen sagen: "Die Unfähigkeit Dritter, die Ergebnisse zu replizieren." ". Zu sagen, dass dies in der wissenschaftlichen Forschung allgegenwärtig geworden ist, ist eine Untertreibung.

Zusätzlich zu all den oben genannten Gründen, warum ein "Durchbruch" nicht kommerzialisiert werden kann, müssen wir heute die sehr hohe Wahrscheinlichkeit anerkennen, dass dies tatsächlich der Fall ist existiert überhaupt nicht.

Obwohl ich voll und ganz zustimme, dass es viel zu viele "Ergebnisse" gibt, die nicht reproduzierbar sind, würde ich nicht so weit gehen, sie direkt mit Betrug zu verknüpfen.Ich benutze Hanlons Rasiermesser frei, d. H. Ich muss nicht über böse Absichten sprechen, bei denen Dummheit eine ausreichende Erklärung ist.
Bitwise
2020-02-24 20:13:03 UTC
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Ich möchte eine Antwort aus biologischer / medizinischer Sicht geben.

Der Prozess der Entwicklung eines Arzneimittels für eine Krankheit ist extrem langwierig, kompliziert und teuer. Dies bedeutet, dass der gesamte Prozess in der Regel mehr als ein Jahrzehnt und über 1 Milliarde USD dauert. Dies ist eine bedeutende Investition für ein Pharmaunternehmen, und ein erster "wissenschaftlicher Durchbruch" im Labor ist nur der erste von vielen Schritten, die zur Herstellung eines neuen Arzneimittels erforderlich sind. Beispielsweise kann die wissenschaftliche Grundlagenforschung nicht am Menschen durchgeführt werden, so dass sie häufig in anderen biologischen Systemen wie Mäusen durchgeführt wird. Mäuse sind jedoch keine Menschen, und was häufig passiert, ist, dass eine Behandlung, die bei Mäusen gut funktioniert, entweder beim Menschen nicht funktioniert oder einige sehr schwerwiegende Nebenwirkungen hat, die sie unbrauchbar machen. Selbst wenn einige erste Arbeiten vielversprechend erscheinen, kann dies bedeuten, dass die Wahrscheinlichkeit, dass es sich um ein Medikament handelt, von 2% auf 10% steigt.

Eine andere zu berücksichtigende Sache ist, dass es selbst bei Durchbrüchen, die zu Drogen werden, diese ist Es dauert so lange, bis ein Durchbruch in der Grundlagenforschung zu einem Medikament wird, dass es den Anschein hat, als sei nichts passiert. Nur ein oder zwei Jahrzehnte später werden die Auswirkungen offensichtlich sein.

Schließlich ist das, was als "wissenschaftlicher Durchbruch" dargestellt werden kann, manchmal nicht wirklich ein Durchbruch. Dies kann verschiedene Gründe haben, zum Beispiel die PR der Universität, die die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit auf sich ziehen möchte, oder die Wissenschaftler, die die Ergebnisse verkaufen, um sie in einem hochwirksamen Journal zu veröffentlichen.

Letztendlich Wissenschaft Fortschritte in kleinen Schritten, wobei die Arbeit vieler Wissenschaftler auf der Arbeit anderer aufbaut. Jedes davon kann als kleiner Durchbruch betrachtet werden und erweitert die Grenzen des Wissens ein Stück weiter. Große wissenschaftliche Durchbrüche sind selten.

Diese Milliarde USD für das 1 Medikament aus n vielversprechenden Laborergebnissen, die es zur behördlichen Zulassung schaffen, oder?Während für die anderen n - 1 vielversprechenden Substanzen noch eine ganze Menge Geld benötigt wird, um herauszufinden, dass sie schließlich nicht so gut funktionieren.
kojiro
2020-02-24 09:33:56 UTC
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Eliezer Yudkowsky hat zu diesem Thema ein Buch Unzureichende Gleichgewichte geschrieben.

Das Inhaltsverzeichnis beschreibt Kapitel 2 als Wie Kann die Gesellschaft im Prinzip offensichtliche, niedrig hängende Früchte vernachlässigen? und wenn Kapitel 2 das Wie ist, versucht Kapitel 3 das Warum.

Ich bin kein Ökonom, also gibt es Ich kann das auf keinen Fall so gut erklären wie das Buch, aber es ist ein Prinzip des Stapelaustauschs, dass ich versuche, keine Nur-Link-Antworten zu hinterlassen. Der Kern dieser Kapitel kann durch das Zitat zusammengefasst werden. Wenn Dinge saugen, liegt das normalerweise daran, dass sie auf eine Weise saugen, die einem Nash-Gleichgewicht entspricht.

Nach dieser Theorie wäre dies erforderlich mindestens zwei kaputte Dinge am System zu sein, die ihre sofortige, weit verbreitete Übernahme durch einzelne Akteure verhindern. Mit anderen Worten, zwei Gruppen unabhängiger Akteure müssten sich durch ein Nest aus widersprüchlichen Anreizen und unzureichenden Informationen koordinieren.

Bei der Krebsbehandlung können Sie ziemlich leicht feststellen, dass effektive, gemeinsame Informationen schwer zu erreichen sind komm vorbei. Gesetze zum Schutz der Privatsphäre von Patienten sind ein Netto-Gut, aber sie erschweren einige Arten der Forschung. Da das Gesundheitswesen im Allgemeinen sehr widerstandsfähig gegen Veränderungen ist, sind überzeugende Beweise sowohl schwer zu bekommen als auch sehr wichtig, damit etwas passiert.

Eine solche glückliche Koordination findet nicht sehr oft oder sehr schnell statt. P. >



Diese Fragen und Antworten wurden automatisch aus der englischen Sprache übersetzt.Der ursprüngliche Inhalt ist auf stackexchange verfügbar. Wir danken ihm für die cc by-sa 4.0-Lizenz, unter der er vertrieben wird.
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