Umeme kutoka kwa hewa na mwani badala ya mafuta ya hidrokaboni

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Kama mbadala wa mafuta ya hidrokaboni, wanadamu hupewa vyanzo ambavyo kwa kawaida huitwa mbadala au vinavyoweza kurejeshwa. Kwanza kabisa, hii ni nishati ya jua, upepo, ebb na mtiririko, pamoja na matumbo ya Dunia. Je, tayari unapiga miayo? Jipe moyo, sio juu yao. Kuna mawazo zaidi ya awali.

Hakuna hali mbaya ya hewa …

Habari mpya: Wahandisi huko Hong Kong wametengeneza jenereta inayozalisha umeme kutokana na matone ya maji yanayoanguka. Kwa maneno mengine, mvua inaweza kuwa chanzo kipya cha nishati mbadala na nafuu sana! Jenereta inaweza kuwekwa kwenye paa la nyumba, au inaweza pia kuwekwa kwenye dome ya mwavuli, ambayo itawawezesha, kwa mfano, kulipa smartphone katika hali mbaya ya hewa. Na kwa maeneo hayo ya sayari ambapo mvua hunyesha katika miezi fulani bila kukoma, kifaa kama hicho kitakuwa sawa na mashine ya mwendo wa kudumu.

Majaribio ya kupata nishati kutoka kwa matone ya mvua yaliyoanguka yamefanywa hapo awali, lakini nguvu ya jenereta iligeuka kuwa ndogo sana. Wakati huu tuliweza kuunda kifaa kwa ufanisi wa juu na wiani wa nguvu. Wazo la watengenezaji lilikuwa kufunika uso wa jenereta na filamu ya polytetrafluoroethylene (PTFE), inayojulikana zaidi kama Teflon. Nyenzo hii ina uwezo wa kuhifadhi malipo ya umeme, kwa mfano, kama matokeo ya msuguano.

Majaribio yameonyesha kuwa tone moja la maji linaloanguka kutoka urefu wa cm 15 linaweza kuzalisha voltage na sasa, ambayo itakuwa ya kutosha kuwasha mamia ya LEDs ndogo. Kifaa cha mfano kwa matumizi ya vitendo kitakuwa tayari katika miaka mitano ijayo, watafiti wanaahidi.

Na hapa kuna wazo lingine linalohusiana moja kwa moja na hali ya hewa. Mwandishi wake ni mhandisi wa Marekani Anthony Mamo. Kuchunguza ramani zinazoonyesha vimbunga na anticyclones, alifikiri: kwa kuwa maeneo ya shinikizo la juu yanatawala katika baadhi ya mikoa ya nchi, na shinikizo la chini kwa wengine, kwa nini usiwaunganishe na bomba? Kisha hewa kutoka eneo la shinikizo la juu itapiga ndani ya eneo la shinikizo la chini, wakati mwingine kuharakisha (kama mahesabu yalionyesha) kwa kasi ya juu. Na ikiwa utaweka turbine ndani ya bomba, itazunguka kama kinu sawa cha upepo, haraka sana.

Sasa uvumbuzi wa Anthony Mamo (yeye mwenyewe tayari amekufa) unajaribu kutekeleza kampuni aliyoianzisha. Kulingana na mkurugenzi wake, uwezo wa mtambo wa nguvu uliojengwa utakuwa mamia ya megawati.

Iambatanishe na dynamo - acha mkondo utoe kwa maeneo ambayo hayajaendelea

Sisi sote hufanya harakati nyingi za mwili kila siku kwamba ni huruma kwa nishati iliyopotea. Wahandisi kote ulimwenguni wanafikiria juu ya hili. Mapendekezo ya kuvutia yanatokea: kwa mfano, kutumia nishati ya kinetic ya milango inayozunguka au vipini vya turnstile.

Milango kama hiyo ya jenereta tayari imeonekana nchini Uchina na Uholanzi. Wageni wa maduka makubwa wanalazimika kuwasukuma (kawaida, kama tunavyojua, milango huanza kuzunguka yenyewe kwa ishara kutoka kwa sensor) na hivyo kuzalisha umeme wa bure. Na huko Japani, vivyo hivyo vilifanywa kwa njia za kugeuza kwenye vituo vingine vya reli. Katika kituo cha Shibuya cha Tokyo, kwa kuongeza, vipengele vya piezoelectric vilijengwa kwenye sakafu chini yao. Wanazalisha umeme kutoka kwa shinikizo na vibration, ambayo huundwa wakati abiria mwingine anapitia njia ya kugeuka.

Vipengele vya piezoelectric, kwa njia, vimetumika kwa muda mrefu katika "matuta ya kasi". Yote yalianza nchini Uingereza, ambapo mvumbuzi Peter Hughes aliunda Njia panda ya Barabara ya Electro-Kinetic kwa barabara kuu. Wakati wowote gari linapoendesha kifaa hiki, ambacho kimejengwa kwenye uso wa barabara, hutoa mkondo wa umeme. Kuna nguvu ya kutosha kwa taa za trafiki kufanya kazi na alama za barabarani kuangaziwa. Waingereza walianzisha teknolojia hii katika miji kadhaa, kisha wakaikubali katika nchi nyingine.

Lakini kwa kuwa vipengele vya piezoelectric vinaweza kuingizwa chini ya magurudumu ya magari, kwa nini usiweke chini ya miguu ya watembea kwa miguu? Mvumbuzi mwingine wa Uingereza, Lawrence Campball-Cook, alivumbua slabs za kutengeneza ambazo hubadilisha nyayo za watu wanaotembea juu yake kuwa umeme. Wakati wa kushinikizwa, kifaa kilichojengwa kwenye tile huinama na 5 mm. Watts zinazosababisha huhifadhiwa kwenye betri ya lithiamu, au mara moja kwenda kwenye taa za vituo vya basi, madirisha ya duka na ishara.

Mwishoni mwa mada ya kutumia nishati ya bure, tutataja mawazo mawili zaidi ambayo tayari yamewekwa kwenye mkondo. "Hapa kuna ballerina - inazunguka. Inazunguka, inazunguka, inaangaza machoni. Ambatanisha na dynamo - wacha mkondo utoe kwa maeneo ambayo hayajaendelea, "- alibishana katika moja ya vichekesho Mikhail Zhvanetsky. Kwa nini mwendesha baiskeli ni mbaya zaidi? Kampuni ya Marekani ya Cycle Atom imezindua kifaa kinachochaji betri wakati wa kukanyaga, na kutoka kwayo - gadgets zako. Seti kama hiyo iliyo na dynamo inatolewa na Nokia.

Kucheza mpira wa miguu pia kunaweza kuwa na faida. Kundi la wahitimu wa chuo kikuu cha Harvard wameunda mpira unaozalisha umeme unapopigwa. Inakusanya kwenye betri, na baada ya nusu saa ya kucheza itakuwa ya kutosha kuimarisha kifaa kidogo cha umeme, kwa mfano, taa ya dawati yenye LED. Mpira huu (unaoitwa SOCCKET) uliundwa hasa kwa wakazi wa nchi za dunia ya tatu, ambao nyumba zao za taa za zamani huwaka.

Nishati ya ether? Hakuna pseudoscience

Chapisho lingine la hivi karibuni. Wanasayansi katika Taasisi ya Teknolojia ya Massachusetts wameunda mbinu ya kuzalisha umeme kutoka kwa hewa. Inatokana na mmenyuko wa kemikali unaohusisha bakteria ya udongo Geobacter, ambayo watafiti "walifuma" nanowires chini ya mikroni 10 nene. Bakteria hizi zina kipengele cha kuvutia: hutoa umeme kutoka kwa unyevu wa hewa. Kulingana na waandishi, kifaa hicho kitafanya kazi hata katika maeneo yenye unyevu wa chini sana, kama vile Jangwa la Sahara.

Wahandisi kutoka kampuni ya Amerika ya Ambient Micro walienda mbali zaidi. Walipendekeza kutumia nishati ya bure ya mawimbi ya redio, ambayo hujaa nafasi karibu nasi. Hakuna pseudoscience katika hili: mawimbi ya muda mfupi ya masafa ya chini kutoka kwa matangazo ya redio au televisheni yanaweza kubadilishwa kuwa mkondo wa moja kwa moja. Kweli, hii inahitaji antenna maalum na nodes. Kampuni inazifanyia kazi. Bila shaka, nguvu ni ndogo sana, lakini inatosha kulipa sensorer na vifaa vingine vya miniature.

Huko Hamburg, Ujerumani, kuna jengo la orofa kumi na tano, facades ambazo zimefunikwa na aquariums gorofa. Wanaishi na mwani unaotolewa kutoka kwa Elbe iliyo karibu. Zinatumika kama chanzo pekee cha nishati ya kupasha joto na kiyoyozi katika jengo la orofa nne ambalo likawa nyumba ya kwanza duniani inayotumia mwani.

Kila aquarium imejikita kwenye kiunzi cha nje na hugeuka kufuata jua kama alizeti. Photosynthesis ya mwani hutumiwa kutoa nishati kwa nyumba. Wakati kuna wengi wao, wengine huondolewa kwenye mizinga na kubadilishwa kuwa biofuel, ambayo hupasha joto jengo wakati wa baridi. Wanamazingira wanaamini kuwa hii ni chanzo cha kuahidi sana cha nishati ya "kijani", na hata huita mwani kuwa mafuta bora.

Hatimaye - teknolojia ya kigeni kabisa kutoka Pennsylvania. Wafanyikazi katika chuo kikuu cha ndani wameunda mtambo mdogo wa umeme unaotumia choo. Walichunguza bakteria wanaoishi kwenye choo, na wakagundua kwamba, kwa mmenyuko fulani wa kemikali, wana uwezo wa kuzalisha elektroni. Ikiwa "utawakamata", basi sasa iliyopokea itakuwa ya kutosha kuendesha balbu ya mwanga kwenye choo. Na ikiwa mfumo mzima wa maji taka wa jiji hutolewa kwa mitambo hiyo, basi njia za tramu na trolleybus zinaweza kutolewa kwa umeme.

Na ni nani anayeweza kusema kwamba hii sio nishati "safi"?