Ag dul glas: An chéad chéim eile i bhfuinneamh inbhuanaithe agus in-athnuaite

Agus dul chun cinn tapa á dhéanamh againn ar fhorbairtí teicneolaíochta le deich mbliana anuas, tá níos mó smaointe agus iarrachtaí ag teacht chun cinn chun dul i ngleic le héifeachtaí an athraithe aeráide. Tá lucht acadúil agus tionscail, mar shampla, tar éis éirí níos feasaí go bhfuil breoslaí iontaise ag éirí chomh hinmharthanach agus mar sin rinne siad iarracht teacht ar réitigh fuinnimh éagsúla atá níos inbhuanaithe agus níos in-athnuaite. Ní bheadh ​​a leithéid d’iarracht – mar a shílfeá – ina phróiseas éasca riamh, ach is fiú go mór an toradh sa deireadh. D'éirigh le dhá ghrúpa éagsúla aireagán a d'fhéadfadh a bheith ag athrú saoil a chruthú maidir le cruthú fuinnimh, ar féidir leat a léamh go mion thíos.

Mar nóta taobh, sula rachaimid ar aghaidh, tá sé tábhachtach a choinneáil i gcuimhne go bhfuil na smaointe maidir le fuinneamh inbhuanaithe agus in-athnuaite - cé go bhfuil roinnt cosúlachtaí eatarthu - ag na croíleacáin i ndáiríre difriúil óna chéile. Is ionann fuinneamh inbhuanaithe agus aon chineál fuinnimh is féidir a chruthú agus a úsáid gan tionchar diúltach a imirt ar na glúine atá le teacht. Ar an láimh eile, is éard atá i bhfuinneamh in-athnuaite ná fuinneamh nach n-ídítear nuair a úsáidtear é nó ar féidir é a athghiniúint go héasca tar éis é a úsáid. Tá an dá chineál neamhdhíobhálach don chomhshaol, ach is féidir fuinneamh inbhuanaithe a úsáid go hiomlán mura gcaomhnaítear nó mura ndéantar monatóireacht cheart air.

Feirm Ghaoithe faoi Chumhachtú Eitleoige Google

Ó chruthaitheoir an innill chuardaigh is mó tóir ar domhan tagann foinse nua fuinnimh inbhuanaithe. Ó cheannaigh Makani Power – gnólacht nuathionscanta atá tiomnaithe do thaighde a dhéanamh ar chumhacht gaoithe – in 2013, d’oibrigh Google X ar an tionscadal is nuaí atá ainmnithe go cuí aige Tionscadal Makani. Is eitleog mhór fuinnimh 7.3m ar fhad é Project Makani atá in ann níos mó cumhachta a ghiniúint ná tuirbín gaoithe coitianta. Creideann Astro Teller, Ceannaire Google X, “[má] oibríonn sé seo mar a dearadh, chuirfeadh sé dlús bríoch leis an aistriú domhanda chuig fuinneamh in-athnuaite.”.

Tá ceithre phríomhchuid de Project Makani. Is é an chéad cheann an eitleog, atá cosúil le heitleán ina chuma agus ina bhfuil 8 rótar. Cuidíonn na rotors seo leis an eitleog a bhaint den talamh agus suas go dtí an airde oibriúcháin is fearr is féidir. Ag an airde cheart, stopfaidh na rotors, agus tosóidh an tarraingt a chruthaítear ó na gaotha ag gluaiseacht trasna na rotors ag giniúint fuinneamh rothlach. Tiontaítear an fuinneamh seo ina leictreachas ansin. Eitlíonn an eitleoige i comhlárnacha mar gheall ar an tether, a choimeádann sé ceangailte leis an stáisiún talún.

Is é an chéad chomhpháirt eile an tether féin. Seachas an eitleog a choinneáil go dtí an talamh, aistríonn an teaghrán an leictreachas a ghintear chuig an stáisiún talún, agus ag an am céanna cuireann sé faisnéis cumarsáide chuig an eitleog. Déantar an teaghrán as sreang seoltaí alúmanaim atá fillte i snáithín carbóin, rud a fhágann go bhfuil sé solúbtha fós láidir.

Ansin tagann an stáisiún talún. Feidhmíonn sé mar phointe tethering le linn eitilt an eitleog agus áit scíthe nuair nach bhfuil an eitleog in úsáid. Tógann an comhpháirt seo níos lú spáis freisin ná mar a thógann tuirbín gaoithe traidisiúnta agus é iniompartha, ionas gur féidir leis bogadh ó áit go háit ina bhfuil na gaotha is láidre.

Is é an píosa deiridh de Project Makani an córas ríomhaireachta. Cuimsíonn sé seo GPS agus braiteoirí eile a choinníonn an eitleog ag dul síos a cosán. Cinntíonn na braiteoirí seo go bhfuil an eitleog i gceantair ina bhfuil gaoth láidir agus leanúnach.

Tá na coinníollacha is fearr le haghaidh eitleog Makani Google X ag airde idir 140m (459.3 tr) go 310m (1017.1 tr) os cionn leibhéal na talún agus ag luasanna gaoithe timpeall 11.5 m/s (37.7 tr/s) (cé gur féidir tús a chur le giniúint i ndáiríre cumhacht nuair atá luasanna na gaoithe 4 m/s (13.1 tr/s) ar a laghad). Nuair a bhíonn an eitleog ag na coinníollacha barrmhaithe seo, tá ga ciorcalach de 145m (475.7 tr) aige.

Moltar Tionscadal Makani a chur in ionad na dtuirbíní gaoithe traidisiúnta toisc go bhfuil sé níos praiticiúla agus go bhféadfaidh sé gaotha níos airde a bhaint amach, atá i gcoitinne níos láidre agus níos seasmhaí ná iad siúd atá níos gaire do leibhéal na talún. Cé ar an drochuair murab ionann agus tuirbíní gaoithe traidisiúnta, ní féidir é a chur ar limistéir atá gar do bhóithre poiblí nó línte cumhachta, agus ní mór é a chur níos faide óna chéile chun timpiste idir na kites a sheachaint.

Rinneadh tástáil ar Project Makani den chéad uair i Pescadero, California, limistéar ina bhfuil gaotha an-dothuartha agus an-láidir. Tháinig Google X an-ullmhaithe, agus fiú “ag iarraidh” cúig eitleog ar a laghad chun tuairteála ina gcuid tástála. Ach i mbreis agus 100 uair eitilte logáilte, theip orthu eitleog amháin a thuairteáil, rud a chreid Google nach rud maith é. D’admhaigh Teller, mar shampla, go raibh siad sách “coimhlint” leis an toradh, “Ní raibh muid ag iarraidh é a fheiceáil ag tuairteáil, ach mothaímid freisin gur theip orainn ar bhealach éigin. Tá draíocht ag baint le gach duine a chreideann go mb’fhéidir gur theip orainn mar níor theip orainn.” B’fhéidir go mbeadh ciall níos mó leis an ráiteas seo má mheasaimid gur féidir le daoine, lena n-áirítear Google, níos mó a fhoghlaim ó theip agus botúin a dhéanamh.

Baictéir a Thiontaigh Fuinneamh Gréine

Tagann an dara aireagán ó chomhoibriú idir Dámh na nEalaíon agus na nEolaíochtaí Ollscoil Harvard, Scoil Leighis Harvard, agus Institiúid Wyss um Innealtóireacht Bhitheolaíoch Inspioráideach, a bhfuil mar thoradh air sin ar a dtugtar an "duilleog bionic". Úsáideann an t-aireagán nua seo teicneolaíochtaí agus smaointe a fuarthas roimhe seo, chomh maith le cúpla tweaks nua. Is é príomhchuspóir na duille bionic ná hidrigin agus dé-ocsaíd charbóin a iompú ina isopropanol le cabhair ó chumhacht gréine agus baictéir ar a dtugtar eotróf Ralstonia – toradh inmhianaithe toisc gur féidir isopropanol a úsáid mar bhreosla leachtach cosúil le eatánól.

Ar dtús, d'eascair an t-aireagán ó rath Daniel Nocera ó Ollscoil Harvard chun catalaíoch cóbalt-fosfáit a fhorbairt a úsáideann leictreachas chun uisce a roinnt ina hidrigin agus ocsaigin. Ach ós rud é nach bhfuil hidrigin gafa fós mar bhreosla eile, chinn Nocera dul i gcomhar le Pamela Silver agus Joseph Torella ó Scoil Leighis Harvard chun cur chuige nua a dhéanamh amach.

Faoi dheireadh, tháinig an fhoireann suas leis an smaoineamh thuasluaite a úsáid leagan géinmhodhnaithe de eotróf Ralstonia atá in ann hidrigin agus dé-ocsaíd charbóin a thiontú ina isopropanol. Le linn an taighde, fuarthas amach freisin go bhféadfaí cineálacha éagsúla baictéir a úsáid freisin chun éagsúlacht eile táirgí a chruthú lena n-áirítear cógaisíocht.

Ina dhiaidh sin, d’éirigh le Nocera agus Silver bith-imoibreoir a thógáil ina raibh an catalaíoch nua, na baictéir agus na cealla gréine chun an breosla leachtach a tháirgeadh. Is féidir leis an gcatalaíoch aon uisce a scoilt, fiú má tá sé an-truaillithe; is féidir leis na baictéir an dramhaíl ó ídiú breosla iontaise a úsáid; agus faigheann na cealla gréine sruth tairiseach cumhachta chomh fada agus a bhíonn grian ann. Ar an iomlán le chéile, is é an toradh ná foirm breosla níos glaise a fhágann gur beag gás ceaptha teasa.

Mar sin, conas a oibríonn an t-aireagán seo i ndáiríre simplí go leor. Ar an gcéad dul síos, ní mór d'eolaithe a chinntiú go bhfuil an timpeallacht sa bhith-imoibreoir saor ó aon chothaithigh a fhéadfaidh na baictéir a ithe chun táirgí nach dteastaíonn a tháirgeadh. Tar éis an coinníoll seo a bhunú, is féidir leis na cealla gréine agus an chatalaíoch tosú ar an uisce a roinnt ina hidrigin agus ina ocsaigin. Ansin, déantar an próca a mhúscailt chun na baictéir a spreagadh óna ngnáthchéim fáis. Spreagann sé seo na baictéir chun beatha a thabhairt don hidrigin nua-tháirgthe agus ar deireadh déantar an t-iseaprapanól a dhíbirt mar dhramhaíl ó na baictéir.

Bhí sé seo le rá ag Torella faoina dtionscadal agus cineálacha eile acmhainní inbhuanaithe, “Ní foinsí inbhuanaithe breosla, plaisteacha, leasacháin nó an iliomad ceimiceán eile a tháirgtear leo iad ola agus gáis. Is é an chéad fhreagra eile is fearr tar éis ola agus gáis ná an bhitheolaíocht, a tháirgeann [í] 100 uair níos mó carbóin in aghaidh na bliana trí fhótaisintéis ná mar a itheann daoine ó ola.”