Lilọ alawọ ewe: Igbesẹ ti o tẹle ni alagbero ati agbara isọdọtun

Bi a ṣe ni iriri ilọsiwaju ni kiakia ni awọn idagbasoke imọ-ẹrọ ni ọdun mẹwa to koja, diẹ sii ati siwaju sii awọn ero ati awọn igbiyanju bẹrẹ lati farahan lati koju awọn ipa ti iyipada afefe. Awọn ile-ẹkọ giga ati awọn ile-iṣẹ, fun apẹẹrẹ, ti ni imọ siwaju si pe awọn epo fosaili ti n dinku ṣiṣeeṣe ati nitorinaa gbiyanju lati wa pẹlu ọpọlọpọ awọn solusan agbara yiyan ti o jẹ alagbero diẹ sii ati isọdọtun. Iru igbiyanju bẹ - bi o ṣe le ronu - kii yoo jẹ ilana ti o rọrun, ṣugbọn abajade jẹ daradara ni ipari. Awọn ẹgbẹ oriṣiriṣi meji ti ṣaṣeyọri ṣẹda iṣelọpọ iyipada-aye ti o le ni ibatan si ẹda agbara, eyiti o le ka ni awọn alaye ni isalẹ.

Gẹgẹbi akọsilẹ ẹgbẹ, ṣaaju ki a to tẹsiwaju, o ṣe pataki lati tọju ni lokan pe awọn imọran ti agbara alagbero ati isọdọtun - lakoko ti wọn pin diẹ ninu awọn ibajọra - ni awọn ohun kohun jẹ iyatọ gangan lati ara wọn. Agbara alagbero jẹ eyikeyi iru agbara ti o le ṣẹda ati lo laisi ipa odi ni awọn iran iwaju. Ni ida keji, agbara isọdọtun jẹ agbara ti boya ko dinku nigbati o ba lo tabi o le ṣe atunṣe ni rọọrun lẹhin ti o ti lo. Awọn oriṣi mejeeji jẹ ọrẹ ayika, ṣugbọn agbara alagbero le ṣee lo patapata ti ko ba tọju tabi ṣe abojuto daradara.

Ile-iṣẹ Afẹfẹ Agbara Kite ti Google

Lati ọdọ ẹlẹda ti ẹrọ wiwa olokiki julọ ni agbaye wa orisun tuntun ti agbara alagbero. Niwọn igba ti rira Makani Power - ibẹrẹ ti a ṣe igbẹhin si iwadii agbara afẹfẹ - ni ọdun 2013, Google X ti ṣiṣẹ lori iṣẹ akanṣe tuntun rẹ ni pipe Project Makani. Project Makani jẹ nla kan, 7.3m-gun agbara kite ti o le ṣe ina agbara diẹ sii ju turbine afẹfẹ ti o wọpọ. Astro Teller, Olori Google X gbagbọ pe, “[ti] eyi ba ṣiṣẹ bi a ti ṣe apẹrẹ, yoo ni itumọ ni iyara gbigbe gbigbe agbaye si agbara isọdọtun.”

Awọn paati akọkọ mẹrin wa ti Project Makani. Ni igba akọkọ ti ni kite, eyi ti o jẹ ofurufu-bi ninu awọn oniwe-irisi ati ile 8 rotors. Awọn rotors wọnyi ṣe iranlọwọ lati gba kite kuro ni ilẹ ati titi de giga iṣẹ ṣiṣe ti o dara julọ. Ni giga ti o pe, awọn rotors yoo tii, ati fifa ti a ṣẹda lati awọn afẹfẹ ti n lọ kọja awọn rotors yoo bẹrẹ lati ṣe ina agbara iyipo. Agbara yii yoo yipada si ina. Awọn kite fo ni concentric nitori ti tether, eyi ti o ntọju o ti sopọ si ilẹ ibudo.

Apakan ti o tẹle ni tether funrararẹ. Yato si lati kan idaduro kite si ilẹ, tether tun gbe ina mọnamọna ti a ṣe si ibudo ilẹ, lakoko kanna ti o nfi alaye ibaraẹnisọrọ ranṣẹ si kite. Awọn tether ti wa ni ṣe lati kan conductive aluminiomu waya ti a we ni erogba okun, ṣiṣe awọn ti o rọ sibẹsibẹ lagbara.

Next ba wa ni ibudo ilẹ. O ṣe bi aaye asopọ mejeeji lakoko ọkọ ofurufu kite ati ibi isinmi nigbati kite ko si ni lilo. Ẹya paati yii tun gba aaye ti o kere ju turbine afẹfẹ aṣa lakoko ti o jẹ gbigbe, nitorinaa o le gbe lati ipo si ipo nibiti awọn afẹfẹ ti lagbara julọ.

Ik nkan ti Project Makani ni awọn kọmputa eto. Eyi ni GPS ati awọn sensọ miiran ti o jẹ ki kite lọ si ọna rẹ. Awọn sensọ wọnyi rii daju pe kite wa ni awọn agbegbe ti o ni awọn afẹfẹ ti o lagbara ati igbagbogbo.

Awọn ipo ti o dara julọ fun Google X's Makani kite wa ni awọn giga ti isunmọ laarin 140m (459.3 ft) si 310m (1017.1 ft) loke ipele ilẹ ati ni awọn iyara afẹfẹ ti ayika 11.5 m/s (37.7 ft/s) (botilẹjẹpe o le bẹrẹ ni ipilẹṣẹ gangan. Agbara nigbati awọn iyara afẹfẹ jẹ o kere ju 4 m/s (13.1 ft/s)). Nigbati kite ba wa ni awọn ipo to dara julọ, o ni rediosi ti o yipo ti 145m (475.7 ft).

A daba Project Makani gẹgẹbi rirọpo fun awọn turbines afẹfẹ aṣa nitori pe o wulo diẹ sii ati pe o tun le de ọdọ awọn afẹfẹ ti o ga julọ, eyiti o lagbara ni gbogbogbo ati igbagbogbo ju awọn ti o sunmọ ipele ilẹ. Tilẹ laanu ko mora afẹfẹ turbines, ko le gbe si awọn agbegbe ti o sunmọ awọn ọna ita gbangba tabi awọn laini agbara, ati pe o ni lati gbe siwaju si ara wọn lati yago fun ijamba laarin awọn kites.

Project Makani ni idanwo akọkọ ni Pescadero, California, agbegbe ti o ni diẹ ninu awọn airotẹlẹ pupọ ati awọn afẹfẹ ti o lagbara ti iyalẹnu. Google X ti pese silẹ pupọ, ati paapaa “fẹ” o kere ju awọn kites marun lati jamba ninu idanwo wọn. Ṣugbọn ni diẹ sii ju awọn wakati ọkọ ofurufu 100 wọle, wọn kuna lati jamba kite ẹyọkan, eyiti Google gbagbọ kii ṣe ohun ti o dara ni pato. Teller, fun apẹẹrẹ, jẹwọ pe wọn kuku “rogbodiyan” pẹlu abajade naa, “A ko fẹ lati rii pe o ṣubu, ṣugbọn a tun lero bi a ti kuna lọna kan. Idan wa ninu gbogbo eniyan ni igbagbọ pe a le kuna nitori a ko kuna.” Ifọrọwanilẹnuwo yii yoo jẹ oye diẹ sii ti a ba gbero pe eniyan, pẹlu Google, le kọ ẹkọ diẹ sii lati kuna ati ṣiṣe awọn aṣiṣe.

Awọn kokoro arun Iyipada Agbara Oorun

Ipilẹṣẹ keji wa lati ifowosowopo laarin Ẹka Ile-ẹkọ giga ti Harvard's Faculty of Arts and Sciences, Harvard Medical School, ati Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering, eyiti o ti yọrisi ohun ti a pe ni "ewe bionic". Ipilẹṣẹ tuntun yii nlo awọn imọ-ẹrọ ti a ṣe awari tẹlẹ ati awọn imọran, pẹlu tọkọtaya ti awọn tweaks tuntun. Idi pataki ti ewe bionic ni lati yi hydrogen ati carbon dioxide sinu isopropanol pẹlu iranlọwọ ti oorun ati kokoro arun ti a pe Ralstonia eutropha – esi ti o fẹ niwon isopropanol le ṣee lo bi idana omi pupọ bi ethanol.

Lákọ̀ọ́kọ́, ohun tí wọ́n hùmọ̀ náà jáde wá látinú àṣeyọrí Daniel Nocera ti Yunifásítì Harvard ní dídàgbàsókè èròjà cobalt-phosphate kan tí ń lo iná mànàmáná láti pín omi sí ọ̀dọ̀ hydrogen àti oxygen. Ṣugbọn niwọn igba ti hydrogen ko tii mu sibẹsibẹ bi idana yiyan, Nocera pinnu lati ṣe ẹgbẹ pẹlu Pamela Silver ati Joseph Torella ti Ile-iwe Iṣoogun Harvard lati wa ọna tuntun kan.

Nikẹhin, ẹgbẹ naa wa pẹlu imọran ti a mẹnuba lati lo ẹya ti a ṣe atunṣe ti jiini Ralstonia eutropha ti o le yi hydrogen ati erogba oloro sinu isopropanol. Lakoko iwadii naa, a tun rii pe awọn oriṣiriṣi awọn kokoro arun tun le ṣee lo lati ṣẹda awọn oriṣiriṣi awọn ọja miiran pẹlu awọn oogun.

Lẹhinna, Nocera ati Silver lẹhinna ṣakoso lati kọ bioreactor kan ti o pari pẹlu ayase tuntun, awọn kokoro arun ati awọn sẹẹli oorun lati gbe epo olomi jade. Awọn ayase le pin eyikeyi omi, paapa ti o ba ti o ba wa ni ga èérí; awọn kokoro arun le lo awọn egbin lati fosaili idana agbara; ati awọn sẹẹli oorun gba ṣiṣan agbara nigbagbogbo niwọn igba ti oorun ba wa. Gbogbo ni idapo, abajade jẹ fọọmu alawọ ewe ti epo ti o fa awọn gaasi eefin kekere.

bayi, bi yi kiikan ṣiṣẹ jẹ kosi lẹwa o rọrun. Ni akọkọ, awọn onimo ijinlẹ sayensi nilo lati rii daju pe agbegbe ti o wa ninu bioreactor ko ni awọn eroja eyikeyi ti awọn kokoro arun le jẹ lati ṣe awọn ọja aifẹ. Lẹhin ti ipo yii ti fi idi mulẹ, awọn sẹẹli oorun ati ayase le bẹrẹ lati pin omi si hydrogen ati atẹgun. Nigbamii ti, idẹ naa ti ru soke lati ṣe igbadun awọn kokoro arun lati ipele idagba deede wọn. Eyi jẹ ki awọn kokoro arun jẹ ifunni lori hydrogen tuntun ti a ṣejade ati nikẹhin a fun ni isopropanol bi egbin lati awọn kokoro arun.

Torella ni eyi lati sọ nipa iṣẹ akanṣe wọn ati awọn iru awọn orisun alagbero miiran, “Epo ati gaasi kii ṣe awọn orisun alagbero ti epo, ṣiṣu, ajile, tabi aimọye awọn kemikali miiran ti a ṣe pẹlu wọn. Idahun ti o dara julọ ti o tẹle lẹhin epo ati gaasi jẹ isedale, eyiti ni awọn nọmba agbaye ti nmu awọn [s] ni igba 100 diẹ sii ni erogba fun ọdun nipasẹ photosynthesis ju eniyan jẹ lati epo.”