Të jesh i gjelbër: Hapi tjetër në energjinë e qëndrueshme dhe të rinovueshme

Ndërsa përjetojmë përparim të shpejtë në zhvillimet teknologjike në dekadën e fundit, gjithnjë e më shumë ide dhe përpjekje fillojnë të shfaqen për të luftuar efektet e ndryshimeve klimatike. Akademikët dhe industritë, për shembull, janë bërë gjithnjë e më të vetëdijshëm se lëndët djegëse fosile po bëhen më pak të zbatueshme dhe kështu u përpoqën të gjenin zgjidhje të ndryshme alternative të energjisë që janë më të qëndrueshme dhe të rinovueshme. Një përpjekje e tillë - siç mund të mendoni - nuk do të kishte qenë kurrë një proces i lehtë, por rezultati ia vlen në fund. Dy grupe të ndryshme kanë krijuar me sukses shpikje që mund të ndryshojë jetën në lidhje me krijimin e energjisë, të cilën mund ta lexoni në detaje më poshtë.

Si një shënim anësor, përpara se të vazhdojmë, është e rëndësishme të kemi parasysh se idetë e energjisë së qëndrueshme dhe të rinovueshme – ndërsa ato ndajnë disa ngjashmëri – në thelb janë në fakt të dallueshme nga njëra-tjetra. Energjia e qëndrueshme është çdo formë energjie që mund të krijohet dhe përdoret pa ndikuar negativisht në brezat e ardhshëm. Nga ana tjetër, energjia e rinovueshme është energji që ose nuk shterohet kur përdoret ose mund të rigjenerohet lehtësisht pasi të përdoret. Të dy llojet janë miqësore me mjedisin, por energjia e qëndrueshme mund të përdoret plotësisht nëse nuk ruhet ose monitorohet siç duhet.

Ferma me erë e Google me Kite

Nga krijuesi i motorit më të njohur të kërkimit në botë vjen një burim i ri i energjisë së qëndrueshme. Që nga blerja e Makani Power – një start-up i dedikuar për kërkimin e energjisë së erës – në vitin 2013, Google X ka punuar në projektin e tij më të ri të quajtur me vend Projekti Makani. Projekti Makani është një qift i madh energjie 7.3 m i gjatë që mund të gjenerojë më shumë energji sesa një turbinë e zakonshme me erë. Astro Teller, Shefi i Google X beson se, "[nëse] kjo funksionon siç është projektuar, do të përshpejtonte ndjeshëm lëvizjen globale drejt energjisë së rinovueshme".

Ka katër komponentë kryesorë të Projektit Makani. E para është qifti, i cili në pamjen e tij është i ngjashëm me aeroplanin dhe përmban 8 rotorë. Këta rotorë ndihmojnë në largimin e qiftit nga toka dhe deri në lartësinë optimale të funksionimit. Në lartësinë e duhur, rotorët do të mbyllen dhe zvarritja e krijuar nga erërat që lëvizin nëpër rotorë do të fillojë të gjenerojë energji rrotulluese. Kjo energji më pas shndërrohet në energji elektrike. Qifti fluturon në mënyrë koncentrike për shkak të lidhjes, e cila e mban të lidhur me stacionin tokësor.

Komponenti tjetër është vetë lidhësi. Përveç mbajtjes së qiftit në tokë, lidhësi gjithashtu transferon energjinë elektrike të gjeneruar në stacionin tokësor, ndërsa në të njëjtën kohë transmeton informacionin e komunikimit në qift. Lidhja është bërë nga një tel përçues alumini i mbështjellë me fibër karboni, duke e bërë atë fleksibël por të fortë.

Më pas vjen stacioni tokësor. Ajo vepron si pikë lidhëse gjatë fluturimit të qiftit dhe si vend pushimi kur qifti nuk është në përdorim. Ky komponent gjithashtu zë më pak hapësirë ​​se një turbinë me erë konvencionale ndërsa është e lëvizshme, kështu që mund të lëvizë nga një vend në tjetrin ku erërat janë më të forta.

Pjesa e fundit e Projektit Makani është sistemi kompjuterik. Ai përbëhet nga GPS dhe sensorë të tjerë që e mbajnë qiftin në rrugën e tij. Këta sensorë sigurojnë që qifti të jetë në zona që kanë erëra të forta dhe të vazhdueshme.

Kushtet optimale për qiftin Makani të Google X janë në lartësi rreth 140 m (459.3 ft) deri në 310 m (1017.1 ft) mbi nivelin e tokës dhe me shpejtësi të erës rreth 11.5 m/s (37.7 ft/s) (edhe pse në fakt mund të fillojë të gjenerojë fuqia kur shpejtësia e erës është të paktën 4 m/s (13.1 ft/s)). Kur qifti është në këto kushte optimale, ai ka një rreze rrethimi prej 145 m (475.7 ft).

Projekti Makani sugjerohet si zëvendësim për turbinat e erës konvencionale sepse është më praktik dhe mund të arrijë edhe erëra më të larta, të cilat në përgjithësi janë më të forta dhe më konstante se ato më afër nivelit të tokës. Edhe pse për fat të keq ndryshe nga turbinat e erës konvencionale, nuk mund të vendoset në zona afër rrugëve publike ose linjave të energjisë dhe duhet të vendoset më larg njëri-tjetrit për të shmangur përplasjen midis qifteve.

Projekti Makani u testua për herë të parë në Pescadero, Kaliforni, një zonë e cila ka disa erëra shumë të paparashikueshme dhe tepër të forta. Google X erdhi shumë i përgatitur dhe madje "dëshiroi" të paktën pesë qifta për t'u rrëzuar në testimin e tyre. Por në mbi 100 orë të regjistruara fluturimi, ata nuk arritën të rrëzonin një qift të vetëm, gjë që Google besonte se nuk ishte saktësisht një gjë e mirë. Teller, për shembull, pranoi se ata ishin mjaft të "konfliktuar" me rezultatin, “Ne nuk donim ta shihnim të rrëzohej, por gjithashtu ndjehemi sikur dështuam disi. Ka magji në të gjithë që besojnë se ne mund të kemi dështuar sepse nuk kemi dështuar.” Kjo vërejtje ndoshta do të kishte më shumë kuptim nëse marrim parasysh se njerëzit, përfshirë Google, mund të mësojnë më shumë nga dështimi dhe gabimet.

Bakteret që konvertojnë energjinë diellore

Shpikja e dytë vjen nga një bashkëpunim midis Fakultetit të Arteve dhe Shkencave të Universitetit të Harvardit, Shkollës Mjekësore të Harvardit dhe Institutit Wyss për Inxhinierinë e Frymëzuar Biologjikisht, të cilat kanë rezultuar në atë që quhet "gjethe bionike". Kjo shpikje e re përdor teknologji dhe ide të zbuluara më parë, së bashku me disa ndryshime të reja. Qëllimi kryesor i gjethes bionike është të kthejë hidrogjenin dhe dioksidin e karbonit në izopropanol me ndihmën e energjisë diellore dhe një bakteri të quajtur Ralstonia eutropha – një rezultat i dëshiruar pasi izopropanoli mund të përdoret si lëndë djegëse e lëngshme njësoj si etanoli.

Fillimisht, shpikja erdhi nga suksesi i Daniel Nocera i Universitetit të Harvardit në zhvillimin e një katalizatori kobalt-fosfat që përdor energjinë elektrike për të ndarë ujin në hidrogjen dhe oksigjen. Por meqenëse hidrogjeni nuk është përdorur ende si lëndë djegëse alternative, Nocera vendosi të bashkohej me Pamela Silver dhe Joseph Torella të Shkollës Mjekësore të Harvardit për të gjetur një qasje të re.

Përfundimisht, ekipi doli me idenë e lartpërmendur për të përdorur një version të modifikuar gjenetikisht të Ralstonia eutropha që mund të transformojë hidrogjenin dhe dioksidin e karbonit në izopropanol. Gjatë hulumtimit, u zbulua gjithashtu se lloje të ndryshme bakteresh mund të përdoren gjithashtu për të krijuar shumëllojshmëri produktesh, duke përfshirë farmaceutikë.

Më pas, Nocera dhe Silver arritën të ndërtonin një bioreaktor të kompletuar me katalizatorin e ri, bakteret dhe qelizat diellore për të prodhuar karburantin e lëngshëm. Katalizatori mund të ndajë çdo ujë, edhe nëse është shumë i ndotur; bakteret mund të përdorin mbetjet nga konsumi i karburanteve fosile; dhe qelizat diellore marrin një rrymë të vazhdueshme fuqie për sa kohë që ka diell. Të gjitha të kombinuara, rezultati është një formë më e gjelbër e karburantit që shkakton pak gazra serë.

Pra, si funksionon kjo shpikje në fakt është mjaft e thjeshtë. Së pari, shkencëtarët duhet të sigurojnë që mjedisi në bioreaktor të jetë i lirë nga çdo lëndë ushqyese që bakteret mund të konsumojnë për të prodhuar produkte të padëshiruara. Pasi të krijohet kjo gjendje, qelizat diellore dhe katalizatori mund të fillojnë të ndajnë ujin në hidrogjen dhe oksigjen. Më pas, kavanoza përzihet për të ngacmuar bakteret nga faza e tyre normale e rritjes. Kjo i shtyn bakteret të ushqehen me hidrogjenin e sapo prodhuar dhe më në fund izopropanoli del jashtë si mbetje nga bakteret.

Torella tha këtë për projektin e tyre dhe llojet e tjera të burimeve të qëndrueshme, “Nafta dhe gazi nuk janë burime të qëndrueshme të karburantit, plastikës, plehrave apo një morie kimikatesh të tjera të prodhuara me to. Përgjigja tjetër më e mirë pas naftës dhe gazit është biologjia, e cila në numër global prodhon [s] 100 herë më shumë karbon në vit nëpërmjet fotosintezës sesa njerëzit konsumojnë nga nafta.”