Grien gean: De folgjende stap yn duorsume en duorsume enerzjy

As wy rappe foarútgong belibje yn technologyske ûntjouwings yn 'e lêste desennia, begjinne mear en mear ideeën en besykjen te ûntstean om de effekten fan klimaatferoaring te bestriden. Wittenskippers en yndustry binne bygelyks hieltyd mear bewust wurden dat fossile brânstoffen minder libbensfetber wurde en besochten sadwaande ferskate alternative enerzjyoplossingen te betinken dy't sawol duorsumer as duorsumer binne. Sa'n ynspanning - sa't jo miskien tinke - soe noait in maklik proses west hawwe, mar it resultaat is it op 't lêst it wurdich wurdich. Twa ferskillende groepen hawwe mei súkses mooglik libbensferoarjende útfining makke oangeande enerzjyskepping, dy't jo hjirûnder kinne lêze yn details.

As kantnota, foardat wy trochgean, is it wichtich om yn gedachten te hâlden dat de ideeën fan duorsume en duorsume enerzjy - wylst se guon oerienkomsten diele - yn 'e kearnen eins fan elkoar ferskille. Duorsume enerzjy is elke foarm fan enerzjy dy't kin wurde makke en brûkt sûnder negative ynfloed op takomstige generaasjes. Oan 'e oare kant is duorsume enerzjy enerzjy dy't óf net útput is as it wurdt brûkt óf maklik kin wurde regenerearre nei't it is brûkt. Beide soarten binne miljeufreonlik, mar duorsume enerzjy kin folslein brûkt wurde as it net bewarre of goed kontrolearre wurdt.

Google's Kite Powered Wind Farm

Fan 'e skepper fan' e populêrste sykmasjine fan 'e wrâld komt in nije boarne fan duorsume enerzjy. Sûnt de oankeap fan Makani Power - in start-up wijd oan it ûndersykjen fan wynenerzjy - yn 2013, hat Google X wurke oan har nijste projekt mei de passende namme Projekt Makani. Project Makani is in grutte, 7.3 m lange enerzjykweker dy't mear macht kin generearje as in gewoane wynturbine. Astro Teller, haad fan Google X is fan betinken dat, "[as] dit wurket lykas ûntwurpen, soe it de wrâldwide beweging nei duorsume enerzjy sinfol versnellen."

D'r binne fjouwer haadkomponinten fan Project Makani. De earste is de kite, dy't in fleantúch is yn syn uterlik en 8 rotors hat. Dizze rotors helpe de kite fan 'e grûn ôf en oant syn optimale wurkhichte te heljen. Op 'e juste hichte sille de rotors ôfslute, en de slepe dy't ûntstien is troch de winen dy't oer de rotors bewegen, sil begjinne om rotaasje-enerzjy te generearjen. Dizze enerzjy wurdt dan omset yn elektrisiteit. De kite fljocht yn konsintrysk fanwege de ketting, dy't it ferbûn hâldt mei it grûnstasjon.

De folgjende komponint is de tether sels. Neist it gewoan hâlden fan de kite oan 'e grûn, bringt de tether ek de opwekke elektrisiteit oer nei it grûnstasjon, wylst tagelyk kommunikaasjeynformaasje nei de kite trochjûn. De tether is makke fan in geleidende aluminiumdraad ferpakt yn koalstoffaser, wêrtroch it fleksibel en dochs sterk is.

Dêrnei komt it grûnstasjon. It fungearret as beide tethering punt tidens de flecht fan 'e kite en rêstplak as de kite net yn gebrûk is. Dizze komponint nimt ek minder romte yn as in konvinsjonele wynturbine wylst se draachber is, sadat it kin ferpleatse fan lokaasje nei lokaasje wêr't de wyn it sterkst is.

It lêste stik fan Project Makani is it kompjûtersysteem. Dit bestiet út GPS en oare sensoren dy't de kite op syn paad hâlde. Dizze sensoren soargje derfoar dat de kite is yn gebieten dy't sterke en konstante wyn hawwe.

Optimale omstannichheden foar Google X's Makani kite binne op hichten fan likernôch tusken 140m (459.3 ft) oant 310m (1017.1 ft) boppe grûnnivo en by wynsnelheden fan sawat 11.5 m/s (37.7 ft/s) (hoewol't it eins kin begjinne te generearjen) macht as wynsnelheden op syn minst 4 m/s (13.1 ft/s) binne). As de kite yn dizze optimale omstannichheden is, hat it in sirkelradius fan 145m (475.7 ft).

Projekt Makani wurdt suggerearre as ferfanging foar konvinsjonele wynturbines omdat it praktysker is en ek hegere wynen berikke kin, dy't oer it algemien sterker en konstanter binne as dy tichter by grûnnivo. Hoewol spitigernôch oars as konvinsjonele wynturbines, it kin net pleatst wurde op gebieten tichtby iepenbiere diken of krêftlinen, en moatte fierder út elkoar pleatst wurde om crash tusken de kites te foarkommen.

Project Makani waard earst testen yn Pescadero, Kalifornje, in gebiet dat wat heul ûnfoarspelbere en ongelooflijk sterke wyn hat. Google X kaam heul taret, en sels "wolle" op syn minst fiif kites crashen yn har testen. Mar yn mear as 100 oanmelde flechtoeren slagge it se net om ien kite te crashen, wat Google leaude net krekt in goede saak is. Teller, bygelyks, joech ta dat se earder "konflikt" wiene mei it resultaat, "Wy woenen it net botste sjen, mar wy fiele ek dat wy op ien of oare manier mislearre. D'r is magy yn elkenien dy't leaut dat wy miskien hawwe mislearre, om't wy net mislearre." Dizze opmerking soe mooglik mear sin meitsje as wy beskôgje dat minsken, ynklusyf Google, eins mear leare kinne fan mislearjen en flaters meitsje.

Sinne-enerzjy omsette baktearjes

De twadde útfining komt út in gearwurking tusken de Fakulteit fan Keunsten en Wittenskippen fan Harvard University, Harvard Medical School, en Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, dy't resultearre yn wat de "bionic leaf". Dizze nije útfining brûkt earder ûntdutsen technologyen en ideeën, tegearre mei in pear nije tweaks. It haaddoel fan it bionyske blêd is om wetterstof en koalstofdiokside te feroarjen yn isopropanol mei help fan sinne-enerzjy en in baktearje neamd Ralstonia eutropha - in winske resultaat, om't isopropanol kin wurde brûkt as floeibere brânstof lykas ethanol.

Yn earste ynstânsje kaam de útfining út it súkses fan Daniel Nocera fan Harvard University by it ûntwikkeljen fan in kobaltfosfaatkatalysator dy't elektrisiteit brûkt om wetter te splitsen yn wetterstof en soerstof. Mar sûnt wetterstof hat noch net fongen op as in alternative brânstof, Nocera besletten om gear te wurkjen mei Pamela Silver en Joseph Torella fan Harvard Medical School te finen út in nije oanpak.

Uteinlik kaam it team mei it niisneamde idee om in genetysk modifisearre ferzje fan te brûken Ralstonia eutropha dat kin wetterstof en koalstofdiokside omsette yn isopropanol. Tidens it ûndersyk waard ek fûn dat ferskate soarten baktearjes ek koene wurde brûkt om oare ferskaat oan produkten te meitsjen, ynklusyf farmaseutyske produkten.

Neitiid wisten Nocera en Silver doe in bioreaktor te bouwen kompleet mei de nije katalysator, de baktearjes en de sinnesellen om de floeibere brânstof te produsearjen. De katalysator kin elk wetter spjalte, sels as it tige fersmoarge is; de baktearjes kinne gebrûk meitsje fan it ôffal fan fossile brânstof konsumpsje; en de sinnesellen krije in konstante stream fan macht salang't der in sinne is. Alles byinoar is it resultaat in grienere foarm fan brânstof dy't lytse broeikasgassen feroarsaket.

Sa, hoe't dizze útfining wurket is eins frij simpel. Earst moatte wittenskippers soargje dat it miljeu yn 'e bioreaktor frij is fan alle fiedingsstoffen dy't de baktearjes kinne konsumearje om net winske produkten te produsearjen. Nei't dizze tastân fêststeld is, kinne de sinnesellen en de katalysator dan begjinne om it wetter te splitsen yn wetterstof en soerstof. Dêrnei wurdt de pot roerde om de baktearjes te stimulearjen fan har normale groeistadium. Dit bringt de baktearjes om te fieden op 'e nij produsearre wetterstof en úteinlik wurdt isopropanol ôfjûn as ôffal fan 'e baktearjes.

Torella hie dit te sizzen oer har projekt en oare soarten duorsume boarnen, "Oalje en gas binne gjin duorsume boarnen fan brânstof, plestik, meststof, of de myriade oare gemikaliën dy't mei har produsearre wurde. It folgjende bêste antwurd nei oalje en gas is biology, dy't yn globale oantallen 100 kear mear koalstof per jier produsearret fia fotosynteze dan minsken konsumearje út oalje.