කොළ පාටට යනවා: තිරසාර සහ පුනර්ජනනීය බලශක්තියේ ඊළඟ පියවර

පසුගිය දශකය තුළ තාක්‍ෂණික වර්ධනයන්හි වේගවත් ප්‍රගතියක් අප අත්විඳින විට, දේශගුණික විපර්යාසවල බලපෑම්වලට එරෙහිව සටන් කිරීම සඳහා වැඩි වැඩියෙන් අදහස් සහ උත්සාහයන් මතු වීමට පටන් ගනී. නිදසුනක් වශයෙන්, විද්වතුන් සහ කර්මාන්ත, ෆොසිල ඉන්ධන ශක්‍යතාව අඩු වෙමින් පවතින බව වැඩි වැඩියෙන් දැනුවත් වී ඇති අතර එමඟින් වඩාත් තිරසාර හා පුනර්ජනනීය යන විවිධ විකල්ප බලශක්ති විසඳුම් ඉදිරිපත් කිරීමට උත්සාහ කළහ. එවැනි උත්සාහයක් - ඔබ සිතන පරිදි - කිසි විටෙක පහසු ක්රියාවලියක් නොවනු ඇත, නමුත් ප්රතිඵලය අවසානයේ එය වටී. විවිධ කණ්ඩායම් දෙකක් බලශක්ති උත්පාදනය සම්බන්ධයෙන් ජීවිතය වෙනස් කළ හැකි නව නිපැයුමක් සාර්ථකව නිර්මාණය කර ඇත, එය ඔබට පහත විස්තර වලින් කියවිය හැකිය.

අතුරු සටහනක් ලෙස, අප ඉදිරියට යාමට පෙර, තිරසාර සහ පුනර්ජනනීය බලශක්තිය පිළිබඳ අදහස් - ඒවා සමහර සමානකම් බෙදාහදා ගන්නා අතර - හරයේ ඇත්ත වශයෙන්ම එකිනෙකට වෙනස් බව මතක තබා ගැනීම වැදගත්ය. තිරසාර බලශක්තිය යනු අනාගත පරම්පරාවට ඍණාත්මක බලපෑමක් ඇති නොකර නිර්මාණය කර භාවිතා කළ හැකි ඕනෑම ආකාරයක බලශක්තියකි. අනෙක් අතට, පුනර්ජනනීය බලශක්තිය යනු එය භාවිතා කරන විට ක්ෂය නොවන හෝ භාවිතා කිරීමෙන් පසු පහසුවෙන් නැවත උත්පාදනය කළ හැකි ශක්තියකි. මෙම වර්ග දෙකම පරිසර හිතකාමී වේ, නමුත් තිරසාර බලශක්තිය නිසි ලෙස සංරක්ෂණය කර හෝ අධීක්ෂණය නොකළහොත් සම්පූර්ණයෙන්ම භාවිතා කළ හැකිය.

Google's Kite Powered Wind Farm

ලොව ජනප්‍රියම සෙවුම් යන්ත්‍රයේ නිර්මාතෘවරයාගෙන් නව තිරසාර බලශක්ති ප්‍රභවයක් පැමිණේ. 2013 දී සුළං බලය පිළිබඳ පර්යේෂණ සඳහා කැප වූ ආරම්භයක් වන Makani Power මිලදී ගත් දා සිට, Google X එහි නවතම ව්‍යාපෘතිය සඳහා සුදුසු ලෙස නම් කර ඇත. ව්යාපෘතිය Makani. ව්‍යාපෘතිය Makani යනු සාමාන්‍ය සුළං ටර්බයිනයකට වඩා වැඩි බලයක් ජනනය කළ හැකි විශාල, මීටර් 7.3ක් දිග බලශක්ති සරුංගලයකි. Google X හි ප්‍රධානී Astro Teller විශ්වාස කරන්නේ, “[මෙය] සැලසුම් කර ඇති පරිදි ක්‍රියාත්මක වන්නේ නම්, එය පුනර්ජනනීය බලශක්තිය වෙත ගෝලීය චලනය අර්ථවත් ලෙස වේගවත් කරනු ඇති” බවයි.

Makani ව්‍යාපෘතියේ ප්‍රධාන කොටස් හතරක් ඇත. පළමුවැන්න සරුංගලය වන අතර එහි පෙනුමෙන් ගුවන් යානයක් වැනි වන අතර එහි රොටර් 8 ක් ඇත. මෙම රොටර් සරුංගලය බිමෙන් ඉවතට ගෙන එහි ප්‍රශස්ත ක්‍රියාකාරී උන්නතාංශය දක්වා ගෙන යාමට උපකාරී වේ. නිවැරදි උසින්, භ්රමක වසා දමනු ඇත, සහ රොටර් හරහා ගමන් කරන සුළං වලින් නිර්මාණය කරන ලද ඇදගෙන යාම භ්රමණ ශක්තිය උත්පාදනය කිරීමට පටන් ගනී. මෙම ශක්තිය පසුව විදුලිය බවට පරිවර්තනය වේ. සරුංගලය සංකේන්ද්‍රිකව පියාසර කරන්නේ එය ගොඩබිම් ස්ථානයට සම්බන්ධ කර තබන ටෙදර් නිසාය.

ඊළඟ සංරචකය වන්නේ ටෙදරයමයි. සරුංගලය බිම තබා ගැනීම හැර, ටෙදර් මගින් ජනනය කරන විදුලිය භූමි ස්ථානයට මාරු කරන අතරම සන්නිවේදන තොරතුරු සරුංගලයට ලබා දෙයි. ටෙදරය සෑදී ඇත්තේ කාබන් තන්තු වලින් ඔතා ඇති සන්නායක ඇලුමිනියම් වයරයකින් වන අතර එය නම්‍යශීලී නමුත් ශක්තිමත් වේ.

ඊළඟට පැමිණෙන්නේ බිම් ස්ථානයයි. එය සරුංගලයේ පියාසර කිරීමේදී සම්බන්ධ කිරීමේ ලක්ෂ්‍යයක් ලෙසත් සරුංගලය භාවිතයේ නොමැති විට විවේක ස්ථානයක් ලෙසත් ක්‍රියා කරයි. මෙම සංරචකය අතේ ගෙන යා හැකි අතර සම්ප්‍රදායික සුළං ටර්බයිනයකට වඩා අඩු ඉඩ ප්‍රමාණයක් ගනී, එබැවින් එයට සුළං ප්‍රබලම ස්ථානයෙන් ස්ථානයට ගමන් කළ හැකිය.

Makani ව්‍යාපෘතියේ අවසාන කොටස පරිගණක පද්ධතියයි. මෙය GPS සහ අනෙකුත් සංවේදක වලින් සමන්විත වන අතර එමඟින් සරුංගලය එහි මාර්ගයේ ගමන් කරයි. මෙම සංවේදක මගින් සරුංගලය ශක්තිමත් සහ නිරන්තර සුළං ඇති ප්‍රදේශවල ඇති බව සහතික කරයි.

Google X හි Makani සරුංගලය සඳහා ප්‍රශස්ත තත්ත්‍වයන් පොළව මට්ටමේ සිට ආසන්න වශයෙන් මීටර් 140 (අඩි 459.3) සිට 310m (අඩි 1017.1) අතර උන්නතාංශයක සහ 11.5 m/s (අඩි 37.7/s) පමණ සුළං වේගයකදී (ඇත්ත වශයෙන්ම එය නිෂ්පාදනය ආරම්භ කළ හැකි වුවද) සුළං වේගය අවම වශයෙන් 4 m/s (13.1 ft/s)) වන විට බලය සරුංගලය මෙම ප්‍රශස්ත තත්ත්‍වයේ ඇති විට එයට මීටර් 145 (අඩි 475.7) ක රවුම් අරයක් ඇත.

Makani ව්‍යාපෘතිය සාම්ප්‍රදායික සුළං ටර්බයින වෙනුවට ආදේශකයක් ලෙස යෝජනා කරනුයේ එය වඩාත් ප්‍රායෝගික වන අතර සාමාන්‍යයෙන් පොළව මට්ටමට සමීප ඒවාට වඩා ශක්තිමත් සහ නියත වන ඉහළ සුළං වෙත ළඟා විය හැකි බැවිනි. අවාසනාවකට වුවද සාම්ප්රදායික සුළං ටර්බයින මෙන් නොව, එය පොදු මාර්ගවලට හෝ විදුලි රැහැන්වලට ආසන්න ප්‍රදේශවල තැබිය නොහැකි අතර, සරුංගල් අතර ගැටීම වළක්වා ගැනීම සඳහා එකිනෙකින් තව දුරින් තැබිය යුතුය.

Makani ව්‍යාපෘතිය මුලින්ම අත්හදා බැලුවේ කැලිෆෝනියාවේ Pescadero හි ය, ඉතා අනපේක්ෂිත සහ ඇදහිය නොහැකි තරම් තද සුළං ඇති ප්‍රදේශයකි. Google X ඉතා සුදානම්ව පැමිණි අතර, ඔවුන්ගේ පරීක්‍ෂණයේදී සරුංගල් පහක්වත් කඩා වැටීමට “අවශ්‍ය” විය. නමුත් ලොග් වූ පියාසැරි පැය 100කට වැඩි කාලයක් තුළ, ඔවුන් එක සරුංගලයක් කඩා වැටීමට අසමත් වූ අතර, එය හරියටම හොඳ දෙයක් නොවන බව Google විශ්වාස කළේය. නිදසුනක් වශයෙන්, ටෙලර්, ඔවුන් ප්රතිඵලය සමඟ "ගැටුම්" ඇති බව පිළිගත්තේය. “එය කඩා වැටෙනු දැකීමට අපට අවශ්‍ය නොවීය, නමුත් අපි කෙසේ හෝ අසාර්ථක වූ බවක් ද අපට හැඟේ. අප අසමත් නොවූ නිසා අප අසමත් විය හැකි යැයි විශ්වාස කරන සෑම කෙනෙකු තුළම මැජික් තිබේ. ” Google ඇතුළු පුද්ගලයින්ට අසාර්ථක වීමෙන් සහ වැරදි කිරීමෙන් සැබවින්ම ඉගෙන ගත හැකි බව අප සලකන්නේ නම් මෙම ප්‍රකාශය වඩාත් අර්ථවත් වනු ඇත.

සූර්ය ශක්තිය පරිවර්තනය කරන බැක්ටීරියා

දෙවන නව නිපැයුම පැමිණෙන්නේ හාවඩ් විශ්වවිද්‍යාලයේ කලා හා විද්‍යා පීඨය, හාවඩ් වෛද්‍ය විද්‍යාලය සහ ජීව විද්‍යාත්මකව ආනුභාව ලත් ඉංජිනේරු විද්‍යාව සඳහා වූ Wyss ආයතනය අතර සහයෝගීතාවයෙන් වන අතර එහි ප්‍රතිඵලය ලෙස හැඳින්වෙන්නේ "බයෝනික් කොළ". මෙම නව නිපැයුම නව වෙනස් කිරීම් කිහිපයක් සමඟින්, කලින් සොයාගත් තාක්ෂණයන් සහ අදහස් භාවිත කරයි. බයෝනික් පත්‍රයේ ප්‍රධාන අරමුණ වන්නේ සූර්ය බලය සහ බැක්ටීරියාවක් ආධාරයෙන් හයිඩ්‍රජන් සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් අයිසොප්‍රොපැනෝල් බවට පත් කිරීමයි. Ralstonia eutropha - අයිසොප්‍රොපැනෝල් එතනෝල් මෙන් ද්‍රව ඉන්ධන ලෙස භාවිතා කළ හැකි බැවින් අපේක්ෂිත ප්‍රතිඵලයකි.

මුලදී, නව නිපැයුම ආරම්භ වූයේ හාවර්ඩ් විශ්ව විද්‍යාලයේ ඩැනියෙල් නොසෙරා විසින් ජලය හයිඩ්‍රජන් සහ ඔක්සිජන් බවට බෙදීමට විදුලිය භාවිතා කරන කොබෝල්ට්-පොස්පේට් උත්ප්‍රේරකයක් සංවර්ධනය කිරීමේ සාර්ථකත්වයෙනි. නමුත් විකල්ප ඉන්ධනයක් ලෙස හයිඩ්‍රජන් තවමත් ග්‍රහණය කර ගෙන නොමැති බැවින්, නව ප්‍රවේශයක් සොයා ගැනීමට හාවඩ් වෛද්‍ය විද්‍යාලයේ පැමෙලා සිල්වර් සහ ජෝසප් ටොරෙල්ලා සමඟ එකතු වීමට නොසෙරා තීරණය කළේය.

අවසානයේදී, කණ්ඩායමට ජානමය වශයෙන් වෙනස් කරන ලද අනුවාදයක් භාවිතා කිරීමට ඉහත සඳහන් අදහස ඉදිරිපත් විය. Ralstonia eutropha හයිඩ්‍රජන් සහ කාබන් ඩයොක්සයිඩ් අයිසොප්‍රොපානෝල් බවට පරිවර්තනය කළ හැක. පර්යේෂණය අතරතුර, ඖෂධ ඇතුළු අනෙකුත් නිෂ්පාදන නිර්මාණය කිරීම සඳහා විවිධ වර්ගයේ බැක්ටීරියා ද භාවිතා කළ හැකි බව සොයා ගන්නා ලදී.

පසුව, Nocera සහ Silver විසින් නව උත්ප්‍රේරකය, බැක්ටීරියා සහ සූර්ය කෝෂ සමඟ සම්පූර්ණ ජෛව ප්‍රතික්‍රියාකාරකයක් ඉදි කිරීමට සමත් විය. උත්ප්රේරකයට ඕනෑම ජලය බෙදිය හැකිය, එය අධික ලෙස දූෂිත වුවද; බැක්ටීරියාවට පොසිල ඉන්ධන පරිභෝජනයෙන් අපද්‍රව්‍ය භාවිතා කළ හැකිය; සහ සූර්ය කෝෂ සූර්යයා පවතින තාක් කල් නියත බල ධාරාවක් ලබා ගනී. සියල්ල එකතු වී, ප්‍රතිඵලය වන්නේ කුඩා හරිතාගාර වායු ඇති කරන හරිත ඉන්ධන වර්ගයකි.

ඒ නිසා, මෙම නිපැයුම ක්‍රියාත්මක වන ආකාරය ඇත්තටම හරිම සරලයි. පළමුව, විද්‍යාඥයින් විසින් ජෛව ප්‍රතික්‍රියාකාරකයේ පරිසරය අනවශ්‍ය නිෂ්පාදන නිපදවීමට බැක්ටීරියාවට පරිභෝජනය කළ හැකි පෝෂ්‍ය පදාර්ථ වලින් තොර බව සහතික කළ යුතුය. මෙම තත්ත්වය ස්ථාපිත කිරීමෙන් පසුව, සූර්ය කෝෂ සහ උත්ප්රේරකය පසුව ජලය හයිඩ්රජන් හා ඔක්සිජන් බවට බෙදීමට පටන් ගත හැකිය. ඊළඟට, බැක්ටීරියාව ඔවුන්ගේ සාමාන්‍ය වර්ධන අවධියේ සිට උද්දීපනය කිරීමට භාජනය කලවම් කරයි. මෙය අලුතින් නිපදවන හයිඩ්‍රජන් පෝෂණය කිරීමට බැක්ටීරියාව පොළඹවන අතර අවසානයේ බැක්ටීරියාවෙන් අපද්‍රව්‍ය ලෙස අයිසොප්‍රොපැනෝල් ලබා දෙයි.

ටොරෙල්ලා ඔවුන්ගේ ව්‍යාපෘතිය සහ අනෙකුත් තිරසාර සම්පත් පිළිබඳව මෙසේ පැවසිය, “තෙල් සහ ගෑස් යනු ඉන්ධන, ප්ලාස්ටික්, පොහොර හෝ ඒවා සමඟ නිපදවන අසංඛ්‍යාත වෙනත් රසායනික ද්‍රව්‍යවල තිරසාර ප්‍රභවයන් නොවේ. තෙල් හා ගෑස් වලින් පසු ඊළඟ හොඳම පිළිතුර ජීව විද්‍යාවයි, එය ගෝලීය සංඛ්‍යාවෙන් ප්‍රභාසංශ්ලේෂණය හරහා මිනිසුන් තෙල්වලින් පරිභෝජනය කරන ප්‍රමාණයට වඩා 100 ගුණයකින් වැඩි කාබන් නිෂ්පාදනය කරයි.