Одење зелено: Следниот чекор во одржлива и обновлива енергија

Како што доживуваме брз напредок во технолошкиот развој во последната деценија, се повеќе и повеќе идеи и обиди почнуваат да се појавуваат за борба против ефектите од климатските промени. Академиците и индустриите, на пример, станаа сè повеќе свесни дека фосилните горива стануваат се помалку одржливи и на тој начин се обидоа да дојдат до различни алтернативни енергетски решенија кои се и поодржливи и обновливи. Таквиот напор – како што можеби мислите – никогаш не би бил лесен процес, но резултатот на крајот вреди. Две различни групи успешно создадоа пронајдок што може да го промени животот во однос на создавањето енергија, што можете да го прочитате во детали подолу.

Како споредна забелешка, пред да продолжиме, важно е да се има на ум дека идеите за одржлива и обновлива енергија - иако споделуваат некои сличности - во суштината се всушност различни една од друга. Одржлива енергија е секој облик на енергија што може да се создаде и искористи без негативно да влијае на идните генерации. Од друга страна, обновливата енергија е енергија која или не се исцрпува кога се користи или лесно може да се регенерира откако ќе се искористи. И двата вида се еколошки, но одржливата енергија може целосно да се потроши доколку не се чува или следи правилно.

Ветерна електрана на Google на Kite Powered

Од креаторот на најпопуларниот пребарувач во светот доаѓа нов извор на одржлива енергија. Од купувањето на Makani Power – старт-ап посветен на истражување на енергијата на ветерот – во 2013 година, Google X работеше на својот најнов проект соодветно именуван Проект Макани. Проектот Макани е голем енергетски змеј долг 7.3 метри кој може да генерира повеќе енергија од обична ветерна турбина. Астро Телер, раководител на Google X верува дека, „[ако] ова функционира како што е дизајнирано, значајно ќе го забрза глобалниот потег кон обновливата енергија“.

Постојат четири главни компоненти на Проектот Макани. Првиот е змејот, кој по својот изглед личи на авион и има 8 ротори. Овие ротори помагаат да се тргне змејот од земјата и да се достигне неговата оптимална работна висина. На точната висина, роторите ќе се исклучат, а влечењето создадено од ветровите што се движат низ роторите ќе почне да генерира ротациона енергија. Оваа енергија потоа се претвора во електрична енергија. Змејот лета концентрично поради врзувањето, кое го одржува поврзан со земјената станица.

Следната компонента е самиот врзувач. Освен што само го држи змејот на земја, врзувачот ја пренесува и генерираната електрична енергија на приземната станица, а во исто време ги пренесува информациите за комуникација на змејот. Поврзувањето е направено од проводна алуминиумска жица обвиткана во јаглеродни влакна, што го прави флексибилен, но цврст.

Следува копнената станица. Делува и како точка на врзување за време на летот на змејот и место за одмор кога змејот не се користи. Оваа компонента исто така зафаќа помалку простор од конвенционалната турбина на ветер додека е пренослива, така што може да се движи од локација до локација каде што ветровите се најсилни.

Конечниот дел од Проектот Макани е компјутерскиот систем. Ова се состои од GPS и други сензори кои го одржуваат змејот да оди по својот пат. Овие сензори гарантираат дека змејот е во области кои имаат силни и постојани ветрови.

Оптималните услови за змејот Makani на Google X се на надморска височина од приближно помеѓу 140 метри (459.3 стапки) до 310 метри (1017.1 стапки) над нивото на земјата и при брзина на ветер од околу 11.5 m/s (37.7 ft/s) (иако всушност може да започне да генерира моќ кога брзината на ветерот е најмалку 4 m/s (13.1 ft/s)). Кога змејот е во овие оптимални услови, тој има радиус на кружење од 145 m (475.7 стапки).

Проектот Макани се предлага како замена за конвенционалните турбини на ветер бидејќи е попрактичен и може да достигне и повисоки ветрови, кои се генерално посилни и поконстантни од оние поблиску до нивото на земјата. Иако за жал за разлика од конвенционалните турбини на ветер, не може да се постави на области блиску до јавни патишта или далноводи и мора да се постави подалеку еден од друг за да се избегне судар меѓу змејовите.

Проектот Макани првпат беше тестиран во Пескадеро, Калифорнија, област во која има многу непредвидливи и неверојатно силни ветрови. Google X дојде многу подготвен, па дури и „сакаше“  најмалку пет змејови да се срушат при нивното тестирање. Но, за повеќе од 100 најавени часови лет, тие не успеаја да урнат ниту еден змеј, за што Гугл веруваше дека не е баш добра работа. Телер, на пример, призна дека биле прилично „конфликтирани“ со резултатот, „Не сакавме да го видиме како паѓа, но исто така чувствуваме дека некако не успеавме. Има магија во тоа што сите веруваат дека можеби не успеавме затоа што не потфрливме“. Оваа забелешка веројатно би имала поголема смисла ако земеме во предвид дека луѓето, вклучително и Google, всушност можат да научат повеќе од неуспех и правење грешки.

Бактерии кои конвертираат сончева енергија

Вториот изум доаѓа од соработката помеѓу Факултетот за уметности и науки на Универзитетот Харвард, Медицинскиот факултет Харвард и Институтот за биолошки инспирирано инженерство Wyss, што резултираше со она што се нарекува "бионски лист". Овој  нов изум користи претходно откриени технологии и идеи, заедно со неколку нови измени. Главната цел на бионичкиот лист е да ги претвори водородот и јаглерод диоксидот во изопропанол со помош на соларна енергија и бактерија т.н. Ралстонија еутрофа – посакуван резултат бидејќи изопропанолот може да се користи како течно гориво слично како и етанолот.

Првично, пронајдокот произлезе од успехот на Даниел Ночера од Универзитетот Харвард во развојот на кобалт-фосфатен катализатор кој користи електрична енергија за да ја подели водата на водород и кислород. Но, бидејќи водородот сè уште не е прифатен како алтернативно гориво, Ночера одлучи да се здружи со Памела Силвер и Џозеф Торела од Медицинскиот факултет Харвард за да открие нов пристап.

На крајот, тимот дојде до гореспоменатата идеја да користи генетски модифицирана верзија на Ралстонија еутрофа кои можат да ги трансформираат водородот и јаглерод диоксидот во изопропанол. За време на истражувањето, исто така, беше откриено дека различни видови бактерии може да се користат и за создавање на други различни производи, вклучително и фармацевтски производи.

Потоа, Nocera и Silver потоа успеаја да конструираат биореактор полн со новиот катализатор, бактериите и соларните ќелии за производство на течно гориво. Катализаторот може да ја подели секоја вода, дури и ако е многу загадена; бактериите можат да го користат отпадот од потрошувачката на фосилни горива; а соларните ќелии добиваат постојан прилив на енергија се додека има сонце. Сите заедно, резултатот е позелена форма на гориво што предизвикува малку стакленички гасови.

Така како функционира овој изум всушност е прилично едноставно. Прво, научниците треба да се погрижат околината во биореакторот да е ослободена од какви било хранливи материи што бактериите можат да ги консумираат за да произведат несакани производи. Откако ќе се воспостави оваа состојба, соларните ќелии и катализаторот може да почнат да ја делат водата на водород и кислород. Потоа, теглата се промешува за да се возбудат бактериите од нивната нормална фаза на раст. Ова ги поттикнува бактериите да се хранат со новопроизведениот водород и конечно изопропанолот се испушта како отпад од бактериите.

Торела го кажа ова за нивниот проект и за другите видови одржливи ресурси: „Нафтата и гасот не се одржливи извори на гориво, пластика, вештачко ѓубриво или огромен број други хемикалии произведени со нив. Следниот најдобар одговор по нафтата и гасот е биологијата, која во глобален број произведува [и] 100 пати повеќе јаглерод годишно преку фотосинтеза отколку што луѓето консумираат од нафтата.