Going green: Il-pass li jmiss fl-enerġija sostenibbli u rinnovabbli

Hekk kif aħna nesperjenzaw progress mgħaġġel fl-iżviluppi teknoloġiċi fl-aħħar għaxar snin, aktar u aktar ideat u tentattivi jibdew joħorġu biex niġġieldu l-effetti tat-tibdil fil-klima. L-akkademiċi u l-industriji, pereżempju, saru dejjem aktar konxji li l-fjuwils fossili qed isiru inqas vijabbli u għalhekk ippruvaw joħorġu b'diversi soluzzjonijiet ta' enerġija alternattiva li huma kemm aktar sostenibbli kif ukoll rinnovabbli. Sforz bħal dan - kif tista 'taħseb - qatt ma kien ikun proċess faċli, iżda r-riżultat huwa worth it fl-aħħar mill-aħħar. Żewġ gruppi differenti ħolqu b'suċċess invenzjoni potenzjalment li tbiddel il-ħajja fir-rigward tal-ħolqien tal-enerġija, li tista 'taqra fid-dettalji hawn taħt.

Bħala nota sekondarji, qabel ma nipproċedu, huwa importanti li nżommu f'moħħna li l-ideat ta' enerġija sostenibbli u rinnovabbli – filwaqt li jaqsmu xi xebh – fil-qofol huma fil-fatt distinti minn xulxin. L-enerġija sostenibbli hija kwalunkwe forma ta' enerġija li tista' tinħoloq u tintuża mingħajr ma tħalli impatt negattiv fuq il-ġenerazzjonijiet futuri. Min-naħa l-oħra, l-enerġija rinnovabbli hija enerġija li jew ma titnaqqasx meta tintuża jew tista’ faċilment tiġi riġenerata wara li tintuża. Iż-żewġ tipi huma favur l-ambjent, iżda l-enerġija sostenibbli tista 'tintuża kompletament jekk ma tiġix ikkonservata jew immonitorjata kif suppost.

Google Kite Powered Wind Farm

Mill-kreatur tal-magna tat-tiftix l-aktar popolari fid-dinja ġej sors ġdid ta 'enerġija sostenibbli. Minn mindu xtara Makani Power – start-up ddedikata għar-riċerka dwar l-enerġija mir-riħ – fl-2013, Google X ħadmet fuq l-aktar proġett ġdid tagħha bl-isem xieraq. Proġett Makani. Il-Proġett Makani huwa astun tal-enerġija kbir ta '7.3m twil li jista' jiġġenera aktar enerġija minn turbina tar-riħ komuni. Astro Teller, Kap ta' Google X jemmen li, "[jekk] dan jaħdem kif iddisinjat, iħaffef b'mod sinifikanti l-pass globali lejn l-enerġija rinnovabbli."

Hemm erba' komponenti ewlenin tal-Proġett Makani. L-ewwel huwa l-astun, li huwa simili għall-ajruplan fid-dehra tiegħu u djar 8 rotors. Dawn ir-rotors jgħinu biex iġibu l-astun mill-art u sa l-altitudni operattiva ottimali tiegħu. Fl-għoli korrett, ir-rotors jintefa, u t-tkaxkir maħluqa mill-irjieħ li jiċċaqilqu madwar ir-rotors se tibda tiġġenera enerġija rotazzjonali. Din l-enerġija mbagħad tiġi kkonvertita f'elettriku. L-astun itir konċentriku minħabba l-irbit, li jżommha konnessa mal-istazzjon tal-art.

Il-komponent li jmiss huwa l-irbit innifsu. Minbarra li żżomm l-astun mal-art, l-irbit jittrasferixxi wkoll l-elettriku ġġenerat lejn l-istazzjon tal-art, filwaqt li fl-istess ħin iwassal l-informazzjoni tal-komunikazzjoni lill-astun. L-irbit huwa magħmul minn wajer tal-aluminju konduttiv imgeżwer f'fibra tal-karbonju, li jagħmilha flessibbli iżda b'saħħitha.

Wara jiġi l-istazzjon tal-art. Jaġixxi kemm bħala punt ta 'irbit waqt it-titjira tal-astun u post ta' mistrieħ meta l-astun ma jkunx qed jintuża. Dan il-komponent jieħu wkoll inqas spazju minn turbina tar-riħ konvenzjonali filwaqt li jkun portabbli, u għalhekk jista 'jiċċaqlaq minn post għal post fejn l-irjieħ huma l-aktar b'saħħithom.

L-aħħar biċċa tal-Proġett Makani hija s-sistema tal-kompjuter. Dan jikkonsisti f'GPS u sensors oħra li jżommu l-astun miexi fit-triq tiegħu. Dawn is-sensuri jiżguraw li l-astun ikun f'żoni li għandhom irjieħ qawwija u kostanti.

Kundizzjonijiet ottimali għall-astun Makani ta' Google X huma f'altitudni ta' bejn wieħed u ieħor bejn 140m (459.3 ft) sa 310m (1017.1 ft) 'l fuq mil-livell tal-art u b'veloċitajiet tar-riħ ta' madwar 11.5 m/s (37.7 ft/s) (għalkemm jista' attwalment jibda jiġġenera qawwa meta l-veloċitajiet tar-riħ huma mill-inqas 4 m/s (13.1 ft/s)). Meta l-astun ikun f'dawn il-kundizzjonijiet ottimali, għandu raġġ ta 'dawran ta' 145m (475.7 pied).

Il-Proġett Makani huwa ssuġġerit bħala sostitut għat-turbini tar-riħ konvenzjonali minħabba li huwa aktar prattiku u jista 'wkoll jilħaq irjieħ ogħla, li ġeneralment huma aktar b'saħħithom u aktar kostanti minn dawk eqreb lejn il-livell tal-art. Għalkemm sfortunatament b'differenza mit-turbini tar-riħ konvenzjonali, ma jistax jitqiegħed f'żoni qrib toroq pubbliċi jew linji ta 'l-enerġija, u għandhom jitqiegħdu aktar 'il bogħod minn xulxin biex jiġi evitat ħabta bejn it-tajriet.

Il-Proġett Makani ġie ttestjat għall-ewwel darba f'Pescadero, California, żona li għandha xi riħ imprevedibbli ħafna u oerhört qawwi. Google X wasal ippreparat ħafna, u saħansitra "riedu" mill-inqas ħames tajriet jiġġarrfu fl-ittestjar tagħhom. Iżda f'aktar minn 100 siegħa ta 'titjira illoggjati, huma naqsu milli jikkraxxjaw astun wieħed, li Google emmnet li mhix eżattament ħaġa tajba. Teller, pereżempju, ammetta li kienu pjuttost "konflitti" mar-riżultat, “Ma ridniex narawha tiġġarraf, imma nħossu wkoll li fallejna b’xi mod. Hemm maġija f’kulħadd li jemmen li forsi fallejna għax ma falliex.” Din ir-rimarka possibilment tagħmel aktar sens jekk inqisu li n-nies, inkluż Google, jistgħu fil-fatt jitgħallmu aktar milli jonqsu u jagħmlu żbalji.

Batterji tal-Konverżjoni tal-Enerġija Solari

It-tieni invenzjoni ġejja minn kollaborazzjoni bejn il-Fakultà tal-Arti u x-Xjenzi tal-Università ta’ Harvard, l-Iskola Medika ta’ Harvard, u l-Istitut Wyss għall-Inġinerija Bijoloġikament Ispirata, li rriżultat f’dak li jissejjaħ il- "werqa bijonika". Din l-invenzjoni ġdida tuża teknoloġiji u ideat skoperti qabel, flimkien ma 'koppja ta' tweaks ġodda. L-għan ewlieni tal-werqa bijonika huwa li jibdlu l-idroġenu u d-dijossidu tal-karbonju f'isopropanol bl-għajnuna tal-enerġija solari u batterja msejħa Ralstonia eutropha – riżultat mixtieq peress li l-isopropanol jista' jintuża bħala karburant likwidu bħall-etanol.

Inizjalment, l-invenzjoni ħarġet mis-suċċess ta 'Daniel Nocera tal-Università ta' Harvard fl-iżvilupp ta 'katalizzatur tal-kobalt-fosfat li juża l-elettriku biex jaqsam l-ilma f'idroġenu u ossiġnu. Iżda peress li l-idroġenu għadu ma qabadx bħala fjuwil alternattiv, Nocera iddeċieda li jingħaqad ma 'Pamela Silver u Joseph Torella tal-Iskola Medika ta' Harvard biex isib approċċ ġdid.

Eventwalment, it-tim ħareġ bl-idea msemmija hawn fuq li juża verżjoni ġenetikament modifikata Ralstonia eutropha li jistgħu jittrasformaw l-idroġenu u d-dijossidu tal-karbonju f'isopropanol. Matul ir-riċerka, instab ukoll li tipi differenti ta 'batterji jistgħu jintużaw ukoll biex joħolqu varjetà oħra ta' prodotti inklużi farmaċewtiċi.

Wara, Nocera u Silver imbagħad irnexxielhom jibnu bijoreattur komplut bil-katalizzatur il-ġdid, il-batterji u ċ-ċelloli solari biex jipproduċu l-karburant likwidu. Il-katalizzatur jista 'jaqsam kwalunkwe ilma, anki jekk ikun imniġġes ħafna; il-batterji jistgħu jużaw l-iskart mill-konsum tal-fjuwil fossili; u ċ-ċelloli solari jirċievu fluss kostanti ta 'enerġija sakemm ikun hemm xemx. Kollha flimkien, ir-riżultat huwa forma aktar ekoloġika ta 'fjuwil li tikkawża ftit gassijiet serra.

Allura, kif taħdem din l-invenzjoni huwa fil-fatt pjuttost sempliċi. L-ewwel, ix-xjenzati jeħtieġ li jiżguraw li l-ambjent fil-bijoreattur ikun ħieles minn kwalunkwe nutrijenti li l-batterji jistgħu jikkunsmaw biex jipproduċu prodotti mhux mixtieqa. Wara li tiġi stabbilita din il-kundizzjoni, iċ-ċelloli solari u l-katalizzatur jistgħu mbagħad jibdew jaqsmu l-ilma f'idroġenu u ossiġnu. Sussegwentement, il-vażett jitħawwad biex teċita l-batterja mill-istadju tat-tkabbir normali tagħhom. Dan iwassal lill-batterji biex jieklu l-idroġenu prodott ġdid u finalment l-isopropanol joħroġ bħala skart mill-batterja.

Torella qal dan dwar il-proġett tagħhom u tipi oħra ta’ riżorsi sostenibbli, “Iż-żejt u l-gass mhumiex sorsi sostenibbli ta’ fjuwil, plastik, fertilizzant, jew l-għadd kbir ta’ kimiċi oħra prodotti magħhom. L-aħjar tweġiba li jmiss wara ż-żejt u l-gass hija l-bijoloġija, li f’numri globali jipproduċu [s] 100 darba aktar karbonju fis-sena permezz tal-fotosintesi milli l-bnedmin jikkunsmaw miż-żejt.”