Die Zukunft der Geothermie könnte von DNA-Kugeln abhängen

DNA, Computer
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Geothermie erweist sich als nachhaltige, erneuerbare Energiequelle als vielversprechend, doch eine technische Hürde bremst ihre Verbreitung. Das Problem, das die Ingenieure beschäftigt, ist das Bohren – derzeit ist es reine Vermutung, zu wissen, wo ein Brunnen gebohrt werden soll und was nach dem Bohren passiert. Geothermieingenieure der Stanford University haben jedoch möglicherweise gerade eine Lösung für dieses Bohrproblem gefunden, indem sie synthetische DNA verwenden, um die durch das Bohrloch entstandenen unterirdischen Brüche aufzuspüren.

Geothermie wird weltweit in 24 Ländern genutzt und produziert jährlich bis zu 12,8 Gigawatt. Um eine neue Anlage zu errichten, müssen Ingenieure zwei Arten von Brunnen bohren. Die erste Bohrung erzeugt Brüche, die es Wasser ermöglichen, durch heißes Gestein tief im Erdinneren zu fließen. Der zweite Satz durchquert diese Brüche und ermöglicht so dem nunmehr heißen Wasser, an die Oberfläche aufzusteigen. Aus diesem heißen Wasser entsteht dann Dampf, der zur Stromerzeugung genutzt wird.

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Ingenieure, die diese Bohrlöcher bohren, haben keine genaue Möglichkeit, die Brüche zu erkennen, die während der ersten Bohrrunde entstanden sind. Derzeit verwenden sie chemische oder sogar radioaktive Tracer, um den Wasserfluss im Untergrund zu verfolgen, obwohl diese Tracer bekanntermaßen unvorhersehbar sind. Beispielsweise injizierte eine Gruppe von Ingenieuren einen Tracer in ein Bohrloch, woraufhin dieser vollständig verschwand. Als sie schließlich einen Tracer entdeckten, war es nicht der, den sie injiziert hatten, was sie zu dem Schluss führte, dass der Tracer chemisch mit unterirdischen Komponenten reagierte und sich in eine andere Substanz verwandelte.

Geothermische Ingenieure haben einen neuen Tracertyp entwickelt, der jetzt synthetische DNA verwendet. Die DNA weist ein einzigartiges Muster auf und haftet an der Kieselsäure, sodass das Team Kieselsäurekugeln mit DNA im Inneren herstellen konnte. Diese DNA-Kugeln werden dann in ein Bohrloch injiziert, sodass die Ingenieure sie verfolgen können, ohne sich Sorgen machen zu müssen, dass das Material mit anderen Komponenten im Untergrund reagiert.

Obwohl die Technologie vielversprechend ist, werden die DNA-Tracer derzeit auf ihre Hitzestabilität getestet. Bisher hat die DNA-Silica-Kombination sechs Stunden bei 300 Grad Fahrenheit im Labor überlebt, sie wurden jedoch nicht im Feld getestet. Wenn die Feldtests erfolgreich verlaufen, könnten diese DNA-Tags am Ende das Einzige sein, was der Geothermie zum Durchbruch verhelfen kann.

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