Зелено: Следећи корак у одрживој и обновљивој енергији

Како доживљавамо брз напредак у технолошком развоју у последњој деценији, све више идеја и покушаја почиње да се појављује за борбу против ефеката климатских промена. Академици и индустрије, на пример, постају све свјеснији да фосилна горива постају све мање одржива и стога покушавају да изнађу различита алтернативна енергетска рјешења која су и одрживија и обновљива. Такав напор – као што можда мислите – никада не би био лак процес, али резултат је на крају вредан тога. Две различите групе су успешно креирале проналазак који потенцијално мења живот у погледу стварања енергије, о чему можете детаљно да прочитате у наставку.

Као споредна напомена, пре него што наставимо, важно је имати на уму да се идеје одрживе и обновљиве енергије – иако деле неке сличности – у основи заправо разликују једна од друге. Одржива енергија је сваки облик енергије који се може створити и користити без негативног утицаја на будуће генерације. С друге стране, обновљива енергија је енергија која се или не троши када се користи или се лако може регенерисати након што се користи. Оба типа су еколошки прихватљива, али одржива енергија се може у потпуности искористити ако се не чува или не прати правилно.

Гоогле-ова ветроелектрана на погон змајева

Од креатора најпопуларнијег претраживача на свету долази нови извор одрживе енергије. Од куповине Макани Повер – старт-уп компаније посвећеног истраживању енергије ветра – 2013. године, Гоогле Кс је радио на свом најновијем пројекту који је прикладно назван Пројекат Макани. Пројекат Макани је велики енергетски змај дуг 7.3 м који може произвести више енергије од обичне турбине на ветар. Астро Теллер, шеф Гоогле Кс-а, верује да, „[ако] ово функционише како је дизајнирано, то би значајно убрзало глобални прелазак на обновљиву енергију.“.

Постоје четири главне компоненте пројекта Макани. Први је змај, који је по изгледу сличан авиону и има 8 ротора. Ови ротори помажу да се змај подигне са земље и достигне његову оптималну радну висину. На тачној висини, ротори ће се искључити, а отпор створен од ветрова који се крећу преко ротора ће почети да генерише енергију ротације. Ова енергија се затим претвара у електричну енергију. Змај лети концентрично због везице, која га држи повезаним са земаљском станицом.

Следећа компонента је сам тетер. Осим што само држи змаја на тлу, тетхер такође преноси електричну енергију произведену на земаљску станицу, док у исто време преноси комуникационе информације змају. Кабина је направљена од проводљиве алуминијумске жице умотане у карбонска влакна, што га чини флексибилним, али снажним.

Следеће долази земаљска станица. Делује и као тачка везивања током лета змаја и као место за одмор када се змај не користи. Ова компонента такође заузима мање простора од конвенционалне турбине на ветар док је преносива, тако да може да се креће са локације на локацију где су ветрови најјачи.

Последњи део пројекта Макани је компјутерски систем. Ово се састоји од ГПС-а и других сензора који држе змаја да иде својим путем. Ови сензори обезбеђују да се змај налази у областима са јаким и сталним ветровима.

Оптимални услови за Макани змаја компаније Гоогле Кс су на висинама од приближно 140 м (459.3 фт) до 310 м (1017.1 фт) изнад нивоа земље и при брзини ветра од око 11.5 м/с (37.7 фт/с) (иако заправо може да почне да ствара снаге када су брзине ветра најмање 4 м/с (13.1 фт/с)). Када је змај у овим оптималним условима, има радијус кружења од 145 м (475.7 стопа).

Пројекат Макани се предлаже као замена за конвенционалне ветротурбине јер је практичнији и такође може да достигне веће ветрове, који су генерално јачи и константнији од оних који су ближе нивоу земље. Иако нажалост за разлику од конвенционалних ветротурбина, не може се постављати на подручјима у близини јавних путева или далековода, и морају бити удаљени један од другог како би се избјегло сударање између змајева.

Пројекат Макани је први пут тестиран у Пескадеру у Калифорнији, област која има веома непредвидиве и невероватно јаке ветрове. Гоогле Кс је дошао веома спреман и чак је „желео“  барем пет змајева да се сруши на њиховом тестирању. Али за више од 100 пријављених сати лета, нису успели да сруше ниједног змаја, за шта је Гугл веровао да није баш добра ствар. Теллер је, на пример, признао да су били прилично „конфликти“ са резултатом, „Нисмо желели да видимо да се сруши, али такође осећамо да смо некако пропали. Постоји магија у томе да сви верују да смо можда пропали јер нисмо успели." Ова примедба би можда имала више смисла ако узмемо у обзир да људи, укључујући Гоогле, заправо могу научити више из неуспеха и грешака.

Бактерије које претварају соларну енергију

Други проналазак долази из сарадње између Факултета уметности и науке Универзитета Харвард, Харвардске медицинске школе и Висс института за биолошки инспирисано инжењерство, што је резултирало такозваним "бионички лист". Овај  нови проналазак користи претходно откривене технологије и идеје, заједно са неколико нових подешавања. Главна сврха бионичког листа је да претвори водоник и угљен-диоксид у изопропанол уз помоћ сунчеве енергије и бактерије тзв. Ралстониа еутропха – жељени резултат пошто се изопропанол може користити као течно гориво слично етанолу.

У почетку, проналазак је произашао из успеха Даниела Ноцера са Универзитета Харвард у развоју кобалт-фосфатног катализатора који користи електричну енергију за цепање воде на водоник и кисеоник. Али пошто се водоник још није ухватио као алтернативно гориво, Ноцера је одлучио да се удружи са Памелом Силвер и Џозефом Торелом са Харвардске медицинске школе како би смислио нови приступ.

На крају, тим је дошао на горе поменуту идеју да користи генетски модификовану верзију Ралстониа еутропха који могу да трансформишу водоник и угљен-диоксид у изопропанол. Током истраживања, такође је откривено да се различите врсте бактерија такође могу користити за стварање других различитих производа, укључујући фармацеутске.

Након тога, Ноцера и Силвер су успели да конструишу биореактор заједно са новим катализатором, бактеријама и соларним ћелијама за производњу течног горива. Катализатор може да раздвоји било коју воду, чак и ако је веома загађена; бактерије могу да искористе отпад од потрошње фосилних горива; а соларне ћелије добијају сталан ток енергије све док постоји сунце. Све заједно, резултат је зеленији облик горива који изазива мало гасова стаклене баште.

Тако, како овај проналазак функционише је заправо прилично једноставно. Прво, научници морају да обезбеде да окружење у биореактору не садржи хранљиве материје које бактерије могу да конзумирају да би произвеле нежељене производе. Након што се ово стање успостави, соларне ћелије и катализатор могу почети да деле воду на водоник и кисеоник. Затим се тегла меша како би се бактерије покренуле из њиховог нормалног стадијума раста. Ово подстиче бактерије да се хране новопроизведеним водоником и на крају се изопропанол ослобађа као отпад из бактерија.

Торелла је рекао ово о њиховом пројекту и другим врстама одрживих ресурса: „Нафта и гас нису одрживи извори горива, пластике, ђубрива или безброј других хемикалија које се производе са њима. Следећи најбољи одговор после нафте и гаса је биологија, која у глобалним бројевима производи 100 пута више угљеника годишње путем фотосинтезе него што људи троше из нафте.”