Going green: Ang susunod na hakbang sa sustainable at renewable energy

Habang nararanasan natin ang mabilis na pag-unlad sa mga teknolohikal na pag-unlad sa huling dekada, parami nang parami ang mga ideya at pagtatangka na nagsisimulang lumitaw upang labanan ang mga epekto ng pagbabago ng klima. Ang mga akademya at industriya, halimbawa, ay lalong namulat na ang mga fossil fuel ay nagiging hindi gaanong mabubuhay at sa gayon ay sinubukang makabuo ng iba't ibang alternatibong solusyon sa enerhiya na parehong mas napapanatiling at nababago. Ang gayong pagsisikap - tulad ng maaari mong isipin - ay hindi kailanman naging isang madaling proseso, ngunit ang resulta ay sulit na sulit sa huli. Dalawang magkaibang grupo ang matagumpay na nakalikha ng potensyal na pagbabago sa buhay na imbensyon patungkol sa paglikha ng enerhiya, na mababasa mo sa mga detalye sa ibaba.

Bilang isang side note, bago tayo magpatuloy, mahalagang tandaan na ang mga ideya ng sustainable at renewable energy - habang may pagkakatulad ang mga ito - sa mga core ay talagang naiiba sa isa't isa. Ang sustainable energy ay anumang anyo ng enerhiya na maaaring malikha at magamit nang walang negatibong epekto sa mga susunod na henerasyon. Sa kabilang banda, ang renewable energy ay enerhiya na hindi nauubos kapag ginamit ito o madaling ma-regenerate pagkatapos itong gamitin. Ang parehong mga uri ay environment friendly, ngunit ang napapanatiling enerhiya ay maaaring ganap na maubos kung hindi ito iingatan o sinusubaybayan nang maayos.

Ang Kite Powered Wind Farm ng Google

Mula sa lumikha ng pinakasikat na search engine sa mundo ay nagmumula ang isang bagong pinagmumulan ng napapanatiling enerhiya. Mula nang bumili ng Makani Power – isang start-up na nakatuon sa pagsasaliksik ng wind power – noong 2013, ginawa ng Google X ang pinakabagong proyekto nito na angkop na pinangalanan Project Makani. Ang Project Makani ay isang malaking, 7.3m-haba na saranggola ng enerhiya na maaaring makabuo ng higit na lakas kaysa sa karaniwang wind turbine. Naniniwala si Astro Teller, Pinuno ng Google X na, "[kung] gagana ito ayon sa disenyo, makabuluhang mapabilis nito ang pandaigdigang paglipat sa renewable energy."

Mayroong apat na pangunahing bahagi ng Project Makani. Ang una ay ang saranggola, na parang eroplano sa hitsura nito at naglalaman ng 8 rotor. Ang mga rotor na ito ay nakakatulong na alisin ang saranggola sa lupa at hanggang sa pinakamainam nitong operating altitude. Sa tamang taas, ang mga rotor ay magsasara, at ang drag na nilikha mula sa mga hangin na gumagalaw sa mga rotor ay magsisimulang bumuo ng rotational energy. Ang enerhiya na ito ay na-convert sa kuryente. Ang saranggola ay lumilipad sa concentric dahil sa tether, na nagpapanatili itong konektado sa ground station.

Ang susunod na bahagi ay ang tether mismo. Bukod sa paghawak lamang sa saranggola sa lupa, inililipat din ng tether ang nabuong kuryente sa ground station, habang sa parehong oras ay naghahatid ng impormasyon sa komunikasyon sa saranggola. Ang tether ay ginawa mula sa isang conductive aluminum wire na nakabalot sa carbon fiber, ginagawa itong flexible ngunit malakas.

Susunod ay ang ground station. Ito ay nagsisilbing parehong tethering point sa panahon ng paglipad ng saranggola at pahingahang lugar kapag ang saranggola ay hindi ginagamit. Ang bahaging ito ay tumatagal din ng mas kaunting espasyo kaysa sa isang conventional wind turbine habang ito ay portable, kaya maaari itong lumipat mula sa lokasyon patungo sa lokasyon kung saan ang hangin ay ang pinakamalakas.

Ang huling piraso ng Project Makani ay ang computer system. Binubuo ito ng GPS at iba pang mga sensor na nagpapanatili sa saranggola sa landas nito. Tinitiyak ng mga sensor na ito na ang saranggola ay nasa mga lugar na may malakas at patuloy na hangin.

Ang pinakamainam na kondisyon para sa Makani kite ng Google X ay nasa mga taas na humigit-kumulang sa pagitan ng 140m (459.3 ft) hanggang 310m (1017.1 ft) sa itaas ng antas ng lupa at sa bilis ng hangin na humigit-kumulang 11.5 m/s (37.7 ft/s) (bagaman maaari itong aktwal na magsimulang bumuo kapangyarihan kapag ang bilis ng hangin ay hindi bababa sa 4 m/s (13.1 ft/s)). Kapag ang saranggola ay nasa pinakamainam na mga kondisyong ito, mayroon itong circling radius na 145m (475.7 ft).

Iminumungkahi ang Project Makani bilang kapalit ng mga conventional wind turbine dahil ito ay mas praktikal at maaari ring umabot sa mas mataas na hangin, na sa pangkalahatan ay mas malakas at mas pare-pareho kaysa sa mas malapit sa antas ng lupa. Bagama't sa kasamaang palad hindi tulad ng conventional wind turbines, hindi ito maaaring ilagay sa mga lugar na malapit sa mga pampublikong kalsada o linya ng kuryente, at kailangang ilagay sa magkahiwalay upang maiwasan ang pagbagsak sa pagitan ng mga saranggola.

Ang Project Makani ay unang sinubukan sa Pescadero, California, isang lugar kung saan mayroong napaka-unpredictable at hindi kapani-paniwalang malakas na hangin. Napakahanda ng Google X, at kahit na "gusto" ng hindi bababa sa limang saranggola na bumagsak sa kanilang pagsubok. Ngunit sa mahigit 100 naka-log na oras ng paglipad, nabigo silang bumagsak ng isang saranggola, na pinaniniwalaan ng Google na hindi isang magandang bagay. Ang Teller, halimbawa, ay umamin na sila ay "nagsalungat" sa resulta, “Hindi namin gustong makita itong bumagsak, pero pakiramdam din namin ay nabigo kami kahit papaano. May magic sa paniniwala ng lahat na baka nabigo kami dahil hindi kami nabigo.” Posibleng mas magiging makabuluhan ang pananalitang ito kung isasaalang-alang namin na ang mga tao, kabilang ang Google, ay maaaring talagang matuto nang higit pa mula sa pagkabigo at paggawa ng mga pagkakamali.

Solar Energy Converting Bacteria

Ang pangalawang imbensyon ay nagmula sa pakikipagtulungan ng Harvard University's Faculty of Arts and Sciences, Harvard Medical School, at Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, na nagresulta sa tinatawag na "bionic na dahon". Gumagamit ang bagong imbensyon na ito ng mga dating natuklasang teknolohiya at ideya, kasama ng ilang bagong pag-aayos. Ang pangunahing layunin ng bionic leaf ay gawing isopropanol ang hydrogen at carbon dioxide sa tulong ng solar power at isang bacteria na tinatawag na Ralstonia eutropha – isang nais na resulta dahil ang isopropanol ay maaaring gamitin bilang likidong panggatong katulad ng ethanol.

Sa una, ang imbensyon ay nagmula sa tagumpay ni Daniel Nocera ng Harvard University sa pagbuo ng cobalt-phosphate catalyst na gumagamit ng kuryente upang hatiin ang tubig sa hydrogen at oxygen. Ngunit dahil ang hydrogen ay hindi pa nakukuha bilang isang alternatibong gasolina, nagpasya si Nocera na makipagtulungan kina Pamela Silver at Joseph Torella ng Harvard Medical School upang makaisip ng bagong diskarte.

Sa kalaunan, ang koponan ay nakabuo ng nabanggit na ideya na gumamit ng genetically modified na bersyon ng Ralstonia eutropha na maaaring baguhin ang hydrogen at carbon dioxide sa isopropanol. Sa panahon ng pananaliksik, natuklasan din na ang iba't ibang uri ng bakterya ay maaari ding gamitin upang lumikha ng iba pang iba't ibang mga produkto kabilang ang mga parmasyutiko.

Pagkatapos, si Nocera at Silver ay nakagawa ng isang bioreactor na kumpleto sa bagong katalista, ang bakterya at ang mga solar cell upang makagawa ng likidong gasolina. Ang katalista ay maaaring hatiin ang anumang tubig, kahit na ito ay lubos na marumi; maaaring gamitin ng bakterya ang basura mula sa pagkonsumo ng fossil fuel; at ang mga solar cell ay tumatanggap ng patuloy na daloy ng kapangyarihan hangga't may araw. Lahat ng pinagsama, ang resulta ay isang mas berdeng anyo ng gasolina na nagdudulot ng kaunting greenhouse gases.

Kaya kung paano gumagana ang imbensyon na ito ay talagang medyo simple. Una, kailangang tiyakin ng mga siyentipiko na ang kapaligiran sa bioreactor ay walang anumang nutrients na maaaring ubusin ng bakterya upang makagawa ng mga hindi gustong produkto. Matapos maitatag ang kundisyong ito, ang mga solar cell at ang katalista ay maaaring magsimulang hatiin ang tubig sa hydrogen at oxygen. Susunod, ang garapon ay hinalo upang pukawin ang bakterya mula sa kanilang normal na yugto ng paglaki. Ito ay nag-uudyok sa bakterya na pakainin ang bagong gawa na hydrogen at sa wakas ang isopropanol ay ibinibigay bilang basura mula sa bakterya.

Sinabi ito ni Torella tungkol sa kanilang proyekto at iba pang uri ng napapanatiling mapagkukunan, "Ang langis at gas ay hindi napapanatiling mapagkukunan ng gasolina, plastik, pataba, o ang napakaraming iba pang mga kemikal na ginawa kasama nila. Ang susunod na pinakamahusay na sagot pagkatapos ng langis at gas ay ang biology, na sa mga pandaigdigang bilang ay gumagawa ng 100 beses na mas maraming carbon bawat taon sa pamamagitan ng photosynthesis kaysa sa mga tao na kumukonsumo mula sa langis.