ગ્રીન થઈ રહ્યું છે: ટકાઉ અને નવીનીકરણીય ઉર્જામાં આગળનું પગલું

જેમ જેમ આપણે છેલ્લા દાયકામાં તકનીકી વિકાસમાં ઝડપી પ્રગતિનો અનુભવ કરીએ છીએ, તેમ તેમ આબોહવા પરિવર્તનની અસરોનો સામનો કરવા માટે વધુને વધુ વિચારો અને પ્રયાસો ઉભરાવા લાગે છે. દાખલા તરીકે, શિક્ષણવિદો અને ઉદ્યોગો વધુને વધુ જાગૃત બન્યા છે કે અશ્મિભૂત ઇંધણ ઓછા સધ્ધર બની રહ્યા છે અને આ રીતે વિવિધ વૈકલ્પિક ઉર્જા ઉકેલો સાથે આવવાનો પ્રયાસ કર્યો જે વધુ ટકાઉ અને નવીનીકરણીય બંને છે. આવા પ્રયત્નો - જેમ તમે વિચારી શકો છો - ક્યારેય સરળ પ્રક્રિયા ન હોત, પરંતુ પરિણામ અંતે તે યોગ્ય છે. બે અલગ-અલગ જૂથોએ ઉર્જા નિર્માણના સંદર્ભમાં સંભવિત જીવન-પરિવર્તનશીલ શોધ સફળતાપૂર્વક બનાવી છે, જે તમે નીચેની વિગતોમાં વાંચી શકો છો.

બાજુની નોંધ તરીકે, આપણે આગળ વધીએ તે પહેલાં, એ ધ્યાનમાં રાખવું અગત્યનું છે કે ટકાઉ અને નવીનીકરણીય ઉર્જાના વિચારો - જ્યારે તેઓ કેટલીક સમાનતાઓ વહેંચે છે - વાસ્તવમાં એક બીજાથી અલગ છે. ટકાઉ ઉર્જા એ ઊર્જાનું કોઈપણ સ્વરૂપ છે જે ભવિષ્યની પેઢીઓ પર નકારાત્મક અસર કર્યા વિના બનાવી શકાય છે અને તેનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. બીજી બાજુ, નવીનીકરણીય ઉર્જા એ એવી ઉર્જા છે કે જેનો ઉપયોગ કરવામાં આવે ત્યારે તેનો ક્ષય થતો નથી અથવા તેનો ઉપયોગ કર્યા પછી સરળતાથી પુનઃજનન કરી શકાય છે. બંને પ્રકારો પર્યાવરણને અનુકૂળ છે, પરંતુ ટકાઉ ઊર્જાનો સંપૂર્ણ ઉપયોગ થઈ શકે છે જો તેનું યોગ્ય રીતે સંરક્ષણ અથવા નિરીક્ષણ કરવામાં ન આવે.

ગૂગલનું પતંગ સંચાલિત વિન્ડ ફાર્મ

વિશ્વના સૌથી લોકપ્રિય સર્ચ એન્જિનના નિર્માતા પાસેથી ટકાઉ ઊર્જાનો નવો સ્ત્રોત આવે છે. 2013 માં મકાની પાવરની ખરીદી - પવન ઊર્જા પર સંશોધન કરવા માટે સમર્પિત એક સ્ટાર્ટ-અપ, Google X એ તેના સૌથી નવા પ્રોજેક્ટ પર કામ કર્યું છે પ્રોજેક્ટ માકાણી. પ્રોજેક્ટ માકાની એ એક વિશાળ, 7.3m-લંબો ઉર્જા પતંગ છે જે સામાન્ય વિન્ડ ટર્બાઇન કરતાં વધુ પાવર પેદા કરી શકે છે. એસ્ટ્રો ટેલર, Google Xના વડા માને છે કે, "[જો] આ ડિઝાઇન પ્રમાણે કામ કરે છે, તો તે અર્થપૂર્ણ રીતે નવીનીકરણીય ઊર્જા તરફ વૈશ્વિક ગતિને વેગ આપશે."

પ્રોજેક્ટ માકાણીના ચાર મુખ્ય ઘટકો છે. પ્રથમ પતંગ છે, જે તેના દેખાવમાં એરોપ્લેન જેવો છે અને તેમાં 8 રોટર છે. આ રોટર્સ પતંગને જમીન પરથી ઉતારવામાં અને તેની શ્રેષ્ઠ ઓપરેટિંગ ઊંચાઈ સુધી મદદ કરે છે. યોગ્ય ઊંચાઈ પર, રોટર્સ બંધ થઈ જશે, અને રોટર્સ પર ફરતા પવનોમાંથી બનાવેલ ખેંચો રોટેશનલ એનર્જી ઉત્પન્ન કરવાનું શરૂ કરશે. આ ઊર્જા પછી વીજળીમાં રૂપાંતરિત થાય છે. પતંગ ટેથરને કારણે એકાગ્રતામાં ઉડે છે, જે તેને ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશન સાથે જોડાયેલ રાખે છે.

આગામી ઘટક ટિથર પોતે છે. પતંગને માત્ર જમીન પર રાખવા ઉપરાંત, ટેથર ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશન પર ઉત્પન્ન થતી વીજળીને પણ ટ્રાન્સફર કરે છે, જ્યારે તે જ સમયે પતંગને સંચાર માહિતી પ્રસારિત કરે છે. ટેથર કાર્બન ફાઇબરમાં વીંટાળેલા વાહક એલ્યુમિનિયમ વાયરમાંથી બનાવવામાં આવે છે, જે તેને લવચીક છતાં મજબૂત બનાવે છે.

આગળ ગ્રાઉન્ડ સ્ટેશન આવે છે. તે પતંગની ઉડાન દરમિયાન અને જ્યારે પતંગ ઉપયોગમાં ન હોય ત્યારે આરામ કરવાની જગ્યા બંને ટિથરિંગ પોઈન્ટ તરીકે કામ કરે છે. આ ઘટક પોર્ટેબલ હોવા પર પરંપરાગત વિન્ડ ટર્બાઇન કરતાં પણ ઓછી જગ્યા લે છે, તેથી તે સ્થાનથી બીજા સ્થાને જઈ શકે છે જ્યાં પવન સૌથી વધુ મજબૂત હોય છે.

પ્રોજેક્ટ મકાનીનો અંતિમ ભાગ કમ્પ્યુટર સિસ્ટમ છે. આમાં જીપીએસ અને અન્ય સેન્સરનો સમાવેશ થાય છે જે પતંગને તેના પાથ નીચે જતો રાખે છે. આ સેન્સર એ સુનિશ્ચિત કરે છે કે પતંગ એવા વિસ્તારોમાં છે જ્યાં તેજ અને સતત પવન હોય છે.

Google X ના મકાની પતંગ માટે શ્રેષ્ઠ સ્થિતિ જમીન સ્તરથી આશરે 140m (459.3 ft) થી 310m (1017.1 ft) ની ઊંચાઈએ છે અને લગભગ 11.5 m/s (37.7 ft/s) ની પવનની ઝડપે છે (જોકે તે વાસ્તવમાં પેદા કરવાનું શરૂ કરી શકે છે. જ્યારે પવનની ઝડપ ઓછામાં ઓછી 4 m/s (13.1 ft/s)) હોય ત્યારે પાવર. જ્યારે પતંગ આ શ્રેષ્ઠ સ્થિતિમાં હોય છે, ત્યારે તે 145m (475.7 ft) ની પરિક્રમા કરે છે.

પ્રોજેક્ટ માકાનીને પરંપરાગત વિન્ડ ટર્બાઇનના રિપ્લેસમેન્ટ તરીકે સૂચવવામાં આવે છે કારણ કે તે વધુ વ્યવહારુ છે અને ઊંચા પવનો પણ પહોંચી શકે છે, જે સામાન્ય રીતે જમીનના સ્તરની નજીકના પવનો કરતાં વધુ મજબૂત અને વધુ સ્થિર હોય છે. જોકે કમનસીબે પરંપરાગત વિન્ડ ટર્બાઇનથી વિપરીત, તે જાહેર રસ્તાઓ અથવા પાવર લાઇનની નજીકના વિસ્તારોમાં મૂકી શકાતું નથી, અને પતંગ વચ્ચે અકસ્માત ટાળવા માટે તેને એકબીજાથી વધુ દૂર રાખવાની જરૂર છે.

પ્રોજેક્ટ માકાનીનું સૌપ્રથમ વખત કેલિફોર્નિયાના પેસ્કેડેરોમાં પરીક્ષણ કરવામાં આવ્યું હતું, એક એવો વિસ્તાર કે જેમાં કેટલાક ખૂબ જ અણધાર્યા અને અવિશ્વસનીય રીતે મજબૂત પવન હોય છે. Google X ખૂબ જ તૈયાર છે, અને ઓછામાં ઓછા પાંચ પતંગો તેમના પરીક્ષણમાં તૂટી પડે તે પણ "ઇચ્છતા" હતા. પરંતુ 100 થી વધુ લોગ કરેલા ફ્લાઇટ કલાકોમાં, તેઓ એક પણ પતંગને ક્રેશ કરવામાં નિષ્ફળ ગયા, જે Google માને છે કે તે બરાબર સારી બાબત નથી. ટેલર, દાખલા તરીકે, સ્વીકાર્યું કે તેઓ પરિણામ સાથે "વિરોધાભાસી" હતા, “અમે તેને ક્રેશ જોવા માંગતા ન હતા, પરંતુ અમને એવું પણ લાગે છે કે અમે કોઈક રીતે નિષ્ફળ ગયા. દરેક વ્યક્તિમાં એવો જાદુ હોય છે કે આપણે નિષ્ફળ ગયા હોઈએ છીએ કારણ કે આપણે નિષ્ફળ થયા નથી.” જો આપણે ધ્યાનમાં લઈએ કે Google સહિતના લોકો વાસ્તવમાં નિષ્ફળતા અને ભૂલો કરવાથી વધુ શીખી શકે છે તો આ ટિપ્પણી કદાચ વધુ અર્થપૂર્ણ બનશે.

સૌર ઊર્જા રૂપાંતરિત બેક્ટેરિયા

બીજી શોધ હાર્વર્ડ યુનિવર્સિટીની ફેકલ્ટી ઓફ આર્ટસ એન્ડ સાયન્સ, હાર્વર્ડ મેડિકલ સ્કૂલ અને જૈવિક રીતે પ્રેરિત એન્જિનિયરિંગ માટે Wyss ઇન્સ્ટિટ્યૂટ વચ્ચેના સહયોગથી થઈ છે, જેના પરિણામે "બાયોનિક પર્ણ". આ નવી શોધમાં અગાઉ શોધાયેલી ટેક્નોલોજી અને વિચારોનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો છે, સાથે સાથે કેટલાક નવા ફેરફારો પણ કરવામાં આવ્યા છે. બાયોનિક પર્ણનો મુખ્ય હેતુ સૌર ઉર્જા અને નામના બેક્ટેરિયાની મદદથી હાઇડ્રોજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડને આઇસોપ્રોપેનોલમાં ફેરવવાનો છે. રાલ્સ્ટોનિયા યુટ્રોફા - ઇચ્છિત પરિણામ કારણ કે આઇસોપ્રોપેનોલનો ઉપયોગ ઇથેનોલની જેમ પ્રવાહી બળતણ તરીકે થઈ શકે છે.

શરૂઆતમાં, આ શોધ કોબાલ્ટ-ફોસ્ફેટ ઉત્પ્રેરક વિકસાવવામાં હાર્વર્ડ યુનિવર્સિટીના ડેનિયલ નોસેરાની સફળતાથી ઉદ્દભવી હતી જે પાણીને હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનમાં વિભાજીત કરવા માટે વીજળીનો ઉપયોગ કરે છે. પરંતુ વૈકલ્પિક બળતણ તરીકે હાઇડ્રોજન હજી સુધી પકડાયું ન હોવાથી, નોસેરાએ હાર્વર્ડ મેડિકલ સ્કૂલના પામેલા સિલ્વર અને જોસેફ ટોરેલા સાથે એક નવો અભિગમ શોધવાનું નક્કી કર્યું.

આખરે, ટીમ આનુવંશિક રીતે સંશોધિત સંસ્કરણનો ઉપયોગ કરવા માટે ઉપરોક્ત વિચાર સાથે આવી. રાલ્સ્ટોનિયા યુટ્રોફા જે હાઇડ્રોજન અને કાર્બન ડાયોક્સાઇડને આઇસોપ્રોપેનોલમાં પરિવર્તિત કરી શકે છે. સંશોધન દરમિયાન, એવું પણ જાણવા મળ્યું કે વિવિધ પ્રકારના બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ ફાર્માસ્યુટિકલ્સ સહિત અન્ય વિવિધ ઉત્પાદનો બનાવવા માટે પણ થઈ શકે છે.

પછીથી, નોસેરા અને સિલ્વર પછી પ્રવાહી બળતણ ઉત્પન્ન કરવા માટે નવા ઉત્પ્રેરક, બેક્ટેરિયા અને સૌર કોષો સાથે સંપૂર્ણ બાયોરિએક્ટર બનાવવામાં વ્યવસ્થાપિત થયા. ઉત્પ્રેરક કોઈપણ પાણીને વિભાજિત કરી શકે છે, ભલે તે અત્યંત પ્રદૂષિત હોય; બેક્ટેરિયા અશ્મિભૂત ઇંધણના વપરાશમાંથી કચરો વાપરી શકે છે; અને જ્યાં સુધી સૂર્ય હોય ત્યાં સુધી સૌર કોષો શક્તિનો સતત પ્રવાહ મેળવે છે. આ બધું મળીને, પરિણામ એ ઇંધણનું હરિયાળું સ્વરૂપ છે જે થોડું ગ્રીનહાઉસ વાયુઓનું કારણ બને છે.

તેથી, આ શોધ કેવી રીતે કામ કરે છે વાસ્તવમાં ખૂબ સરળ છે. સૌપ્રથમ, વૈજ્ઞાનિકોએ ખાતરી કરવાની જરૂર છે કે બાયોરિએક્ટરમાં પર્યાવરણ કોઈપણ પોષક તત્વોથી મુક્ત છે જે બેક્ટેરિયા અનિચ્છનીય ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરવા માટે વાપરી શકે છે. આ સ્થિતિ સ્થાપિત થયા પછી, સૌર કોષો અને ઉત્પ્રેરક પાણીને હાઇડ્રોજન અને ઓક્સિજનમાં વિભાજિત કરવાનું શરૂ કરી શકે છે. આગળ, બેક્ટેરિયાને તેમની સામાન્ય વૃદ્ધિના તબક્કામાંથી ઉત્તેજિત કરવા માટે જારને હલાવવામાં આવે છે. આ બેક્ટેરિયાને નવા ઉત્પાદિત હાઇડ્રોજનને ખવડાવવા પ્રેરિત કરે છે અને અંતે આઇસોપ્રોપેનોલ બેક્ટેરિયામાંથી કચરા તરીકે આપવામાં આવે છે.

ટોરેલાએ તેમના પ્રોજેક્ટ અને અન્ય પ્રકારના ટકાઉ સંસાધનો વિશે આ કહેવું હતું, “તેલ અને ગેસ એ બળતણ, પ્લાસ્ટિક, ખાતર અથવા તેમની સાથે ઉત્પાદિત અસંખ્ય અન્ય રસાયણોના ટકાઉ સ્ત્રોત નથી. તેલ અને ગેસ પછીનો આગામી શ્રેષ્ઠ જવાબ જીવવિજ્ઞાન છે, જે વૈશ્વિક સંખ્યામાં પ્રતિ વર્ષ પ્રકાશસંશ્લેષણ દ્વારા માનવ તેલમાંથી 100 ગણો વધુ કાર્બન ઉત્પન્ન કરે છે.