Çevreci olmak: Sürdürülebilir ve yenilenebilir enerjide bir sonraki adım

Son on yılda teknolojik gelişmelerde hızlı ilerleme yaşarken, iklim değişikliğinin etkileriyle mücadele için daha fazla fikir ve girişim ortaya çıkmaya başlıyor. Örneğin akademisyenler ve endüstriler, fosil yakıtların daha az uygulanabilir hale geldiğinin giderek daha fazla farkına vardılar ve bu nedenle hem daha sürdürülebilir hem de yenilenebilir çeşitli alternatif enerji çözümleri bulmaya çalıştılar. Böyle bir çaba -düşündüğünüz gibi- asla kolay bir süreç olmayacaktı, ancak sonuç buna değer. İki farklı grup, aşağıda detaylı olarak okuyabileceğiniz, enerji üretimi ile ilgili potansiyel olarak yaşamı değiştiren buluşu başarıyla yarattı.

Bir yan not olarak, devam etmeden önce, bazı benzerlikleri paylaşsalar da, sürdürülebilir ve yenilenebilir enerji fikirlerinin özünde aslında birbirinden farklı olduğunu akılda tutmak önemlidir. Sürdürülebilir enerji, gelecek nesilleri olumsuz etkilemeden yaratılabilen ve kullanılabilen her türlü enerjidir. Öte yandan yenilenebilir enerji, kullanıldığında tükenmeyen veya kullanıldıktan sonra kolayca yeniden üretilebilen enerjidir. Her iki tür de çevre dostudur, ancak uygun şekilde korunmaz veya izlenmezse sürdürülebilir enerji tamamen kullanılabilir.

Google'ın Uçurtmayla Çalışan Rüzgar Çiftliği

Dünyanın en popüler arama motorunun yaratıcısından yeni bir sürdürülebilir enerji kaynağı geliyor. 2013 yılında rüzgar enerjisi araştırmalarına adanmış bir start-up olan Makani Power'ın satın alınmasından bu yana, Google X, uygun bir şekilde adlandırılan en yeni projesi üzerinde çalıştı. Proje Makani. Project Makani, ortak bir rüzgar türbininden daha fazla güç üretebilen 7.3 m uzunluğunda büyük bir enerji uçurtmadır. Google X Başkanı Astro Teller, "[Eğer] tasarlandığı gibi çalışırsa, yenilenebilir enerjiye küresel geçişi anlamlı bir şekilde hızlandıracağına" inanıyor.

Project Makani'nin dört ana bileşeni vardır. Bunlardan ilki, görünüş olarak uçağa benzeyen ve 8 rotora sahip olan uçurtmadır. Bu rotorlar, uçurtmayı yerden kaldırmaya ve optimum çalışma yüksekliğine yükseltmeye yardımcı olur. Doğru yükseklikte rotorlar kapanacak ve rotorlar boyunca hareket eden rüzgarların yarattığı direnç dönme enerjisi üretmeye başlayacaktır. Bu enerji daha sonra elektriğe dönüştürülür. Uçurtma, onu yer istasyonuna bağlı tutan ip sayesinde eşmerkezli olarak uçar.

Bir sonraki bileşen, ipin kendisidir. Uçurtmayı sadece yerde tutmanın yanı sıra, ip ayrıca üretilen elektriği yer istasyonuna aktarırken aynı zamanda uçurtmaya iletişim bilgilerini iletir. Bağ, karbon fibere sarılmış iletken bir alüminyum telden yapılmıştır, bu da onu hem esnek hem de güçlü kılar.

Ardından yer istasyonu geliyor. Uçurtmanın uçuşu sırasında hem bağlama noktası hem de uçurtma kullanılmadığında dinlenme yeri görevi görür. Bu bileşen aynı zamanda taşınabilir olmakla birlikte geleneksel bir rüzgar türbininden daha az yer kaplar, böylece rüzgarların en kuvvetli olduğu yerden başka bir yere hareket edebilir.

Project Makani'nin son parçası bilgisayar sistemidir. Bu, uçurtmanın yolunda gitmesini sağlayan GPS ve diğer sensörlerden oluşur. Bu sensörler uçurtmanın kuvvetli ve sürekli rüzgar olan alanlarda olmasını sağlar.

Google X'in Makani uçurtması için en uygun koşullar, yer seviyesinden yaklaşık olarak 140m (459.3 ft) ila 310m (1017.1 ft) arasındaki irtifalarda ve yaklaşık 11.5 m/s (37.7 ft/sn) rüzgar hızlarındadır (ancak gerçekte uçmaya başlayabilir). rüzgar hızları en az 4 m/s (13.1 ft/s) olduğunda güç). Uçurtma bu optimal koşullardayken, 145m'lik (475.7 ft) bir daire yarıçapına sahiptir.

Makani Projesi, geleneksel rüzgar türbinlerinin yerini alması için önerilmektedir, çünkü daha pratiktir ve ayrıca, genellikle yer seviyesine yakın olanlardan daha güçlü ve daha sabit olan daha yüksek rüzgarlara da ulaşabilir. ne yazık ki geleneksel rüzgar türbinlerinden farklı olarak, halka açık yollara veya elektrik hatlarına yakın alanlara yerleştirilemez ve uçurtmaların arasına çarpmasını önlemek için birbirinden daha uzağa yerleştirilmelidir.

Project Makani ilk olarak California, Pescadero'da test edildi, bazı çok öngörülemeyen ve inanılmaz derecede güçlü rüzgarlara sahip bir alan. Google X çok hazırlıklı geldi ve hatta testlerinde en az beş uçurtmanın çarpmasını "istedi". Ancak, kayıtlı 100'den fazla uçuş saatinde, Google'ın pek iyi bir şey olmadığına inandığı tek bir uçurtmayı bile düşürmeyi başaramadılar. Örneğin Teller, sonuçla oldukça “çatışmaya” başladıklarını kabul etti, "Çökmesini görmek istemedik ama bir şekilde başarısız olduğumuzu da hissediyoruz. Başarısız olmadığımız için başarısız olabileceğimize inanan herkesin içinde bir sihir var.” Google da dahil olmak üzere insanların başarısız olmaktan ve hata yapmaktan daha fazlasını öğrenebileceğini düşünürsek, bu açıklama muhtemelen daha anlamlı olacaktır.

Güneş Enerjisini Dönüştüren Bakteriler

İkinci buluş, Harvard Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Harvard Tıp Okulu ve Wyss Biyolojiden Esinlenilmiş Mühendislik Enstitüsü arasındaki bir işbirliğinden geliyor ve bu da "biyonik yaprak". Bu yeni buluş, birkaç yeni ince ayar ile birlikte daha önce keşfedilen teknolojileri ve fikirleri kullanır. Biyonik yaprağın asıl amacı, hidrojen ve karbondioksiti güneş enerjisi ve adı verilen bir bakteri yardımıyla izopropanole dönüştürmektir. Ralstonia ötrofisi – isopropanol, etanol gibi sıvı yakıt olarak kullanılabileceğinden istenen bir sonuç.

İlk olarak buluş, Harvard Üniversitesi'nden Daniel Nocera'nın suyu hidrojen ve oksijene ayırmak için elektrik kullanan bir kobalt-fosfat katalizörü geliştirmedeki başarısından kaynaklandı. Ancak hidrojen henüz alternatif bir yakıt olarak kullanılmadığından, Nocera yeni bir yaklaşım bulmak için Harvard Tıp Fakültesi'nden Pamela Silver ve Joseph Torella ile birlikte çalışmaya karar verdi.

Sonunda ekip, genetik olarak değiştirilmiş bir versiyonunu kullanmak için yukarıda belirtilen fikri buldu. Ralstonia ötrofisi hidrojen ve karbondioksiti izopropanole dönüştürebilir. Araştırma sırasında, farmasötikler de dahil olmak üzere diğer çeşitli ürünleri oluşturmak için farklı bakteri türlerinin de kullanılabileceği bulundu.

Daha sonra, Nocera ve Silver daha sonra sıvı yakıtı üretmek için yeni katalizör, bakteri ve güneş pilleri ile tamamlanmış bir biyoreaktör inşa etmeyi başardılar. Katalizör, çok kirli olsa bile herhangi bir suyu bölebilir; bakteriler fosil yakıt tüketiminden kaynaklanan atıkları kullanabilir; ve güneş pilleri, güneş olduğu sürece sabit bir güç akışı alır. Hepsi bir araya geldiğinde sonuç, daha az sera gazına neden olan daha yeşil bir yakıt şeklidir.

Yani, bu buluş nasıl çalışır aslında oldukça basittir. İlk olarak, bilim adamlarının biyoreaktördeki ortamın bakterilerin istenmeyen ürünler üretmek için tüketebileceği herhangi bir besin içermediğinden emin olmaları gerekir. Bu koşul sağlandıktan sonra güneş pilleri ve katalizör, suyu hidrojen ve oksijene ayırmaya başlayabilir. Daha sonra kavanoz, bakterileri normal büyüme evrelerinden uyarmak için karıştırılır. Bu, bakterilerin yeni üretilen hidrojenle beslenmesine neden olur ve son olarak izopropanol bakterilerden atık olarak verilir.

Torella, projeleri ve diğer sürdürülebilir kaynaklar hakkında şunları söyledi: “Petrol ve gaz, sürdürülebilir yakıt, plastik, gübre veya bunlarla üretilen sayısız diğer kimyasallar değildir. Petrol ve gazdan sonraki en iyi cevap, küresel sayılarda fotosentez yoluyla insanların petrolden tükettiğinden 100 kat daha fazla karbon üreten biyolojidir.”