Energia elektryczna z powietrza i alg zamiast paliwa węglowodorowego

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Jako substytut paliw węglowodorowych, ludzkości oferowane są źródła, które zwykle określa się mianem alternatywnych lub odnawialnych. Przede wszystkim jest to energia słońca, wiatru, przypływów i odpływów, a także wnętrzności Ziemi. Już ziewasz? Rozchmurz się, nie chodzi o nich. Jest więcej oryginalnych pomysłów.

Nie ma złej pogody…

Świeże wiadomości: Inżynierowie z Hongkongu opracowali generator, który wytwarza energię elektryczną ze spadających kropel wody. Innymi słowy, deszcze mogą stać się nowym źródłem odnawialnej i niezwykle taniej energii! Generator można zamontować na dachu domu, lub też można go zamontować na kopule parasola, co pozwoli np. naładować smartfon przy złej pogodzie. A w tych regionach planety, w których przez niektóre miesiące pada bez przerwy, takie urządzenie stanie się podobne do perpetuum mobile.

Próby pozyskania energii ze spadających kropel deszczu podejmowano już wcześniej, ale moc generatora okazała się zbyt mała. Tym razem udało nam się stworzyć urządzenie o wysokiej wydajności i gęstości mocy. Ideą twórców było pokrycie powierzchni generatora folią z politetrafluoroetylenu (PTFE), lepiej znanego jako Teflon. Materiał ten jest w stanie magazynować ładunek elektryczny, na przykład w wyniku tarcia.

Eksperymenty wykazały, że jedna kropla wody spadająca z wysokości 15 cm może generować napięcie i prąd, które wystarczą do zapalenia setek małych diod LED. Naukowcy obiecują, że prototypowe urządzenie do praktycznego użytku będzie gotowe w ciągu najbliższych pięciu lat.

A oto kolejny pomysł bezpośrednio związany z pogodą. Jej autorem jest amerykański inżynier Anthony Mamo. Badając mapy przedstawiające cyklony i antycyklony pomyślał: skoro w niektórych regionach kraju panują obszary wysokiego ciśnienia, a w innych niskiego, dlaczego nie połączyć ich rurą? Wtedy powietrze ze strefy wysokiego ciśnienia będzie wdmuchiwane do strefy niskiego ciśnienia, czasami przyspieszając (jak pokazały obliczenia) do prędkości ponaddźwiękowych. A jeśli umieścisz turbinę w rurze, będzie się obracać jak ten sam wiatrak, tylko znacznie szybciej.

Teraz wynalazek Anthony'ego Mamo (on sam już nie żyje) próbuje wdrożyć założoną przez siebie firmę. Według dyrektora, moc wybudowanej elektrowni wyniesie setki megawatów.

Przymocuj go do dynama - niech prąd ustąpi miejsca słabo rozwiniętemu

Wszyscy wykonujemy tak wiele ruchów ciała każdego dnia, że szkoda zmarnowanej energii. Myślą o tym inżynierowie na całym świecie. Pojawiają się ciekawe sugestie: na przykład wykorzystanie energii kinetycznej drzwi obrotowych lub klamek kołowrotu.

Takie drzwi generatora pojawiły się już w Chinach i Holandii. Odwiedzający galerie zmuszane są do ich pchania (zwykle, jak wiemy, drzwi same zaczynają się obracać na sygnał z czujnika), a tym samym generują darmową energię elektryczną. A w Japonii to samo zrobiono z bramkami obrotowymi na niektórych stacjach kolejowych. Na tokijskiej stacji Shibuya dodatkowo w podłogę pod nimi wbudowano elementy piezoelektryczne. Wytwarzają energię elektryczną z ciśnienia i wibracji, które powstają, gdy inny pasażer przechodzi przez bramkę obrotową.

Nawiasem mówiąc, elementy piezoelektryczne są od dawna używane w „progach zwalniających”. Wszystko zaczęło się w Wielkiej Brytanii, gdzie wynalazca Peter Hughes stworzył elektro-kinetyczną rampę drogową dla autostrad. Za każdym razem, gdy samochód przejeżdża przez to urządzenie wbudowane w nawierzchnię drogi, generuje ono prąd elektryczny. Moc wystarcza do działania sygnalizacji świetlnej i podświetlenia znaków drogowych. Brytyjczycy wprowadzili tę technologię w kilku miastach, a następnie przyjęli ją w innych krajach.

Ale skoro elementy piezoelektryczne można wsunąć pod koła samochodów, to czemu nie umieścić ich pod stopami przechodniów? Inny brytyjski wynalazca, Lawrence Camball-Cook, wynalazł płyty chodnikowe, które przekształcają kroki chodzących po niej ludzi w prąd elektryczny. Po naciśnięciu urządzenie wbudowane w płytkę wygina się o 5 mm. Powstałe waty są albo magazynowane w baterii litowej, albo od razu trafiają do oświetlenia przystanków autobusowych, witryn sklepowych i oznakowania.

Pod koniec tematu wykorzystania darmowej energii wspomnimy o dwóch kolejnych pomysłach, które zostały już wprowadzone w życie. „Oto baletnica - kręci się. Kręci się, wiruje, olśniewa w oczach. Przymocuj go do dynama - niech prąd da obszarom słabo rozwiniętym - przekonywał w jednej z humoreszek Michaił Żvanetsky. Dlaczego rowerzysta jest gorszy? Amerykańska firma Cycle Atom wypuściła na rynek urządzenie, które ładuje akumulator podczas pedałowania, a z niego – Twoje gadżety. Podobny zestaw z dynamem jest produkowany przez firmę Nokia.

Gra w piłkę nożną również może być korzystna. Grupa absolwentów Harvardu opracowała piłkę, która po uderzeniu generuje energię elektryczną. Gromadzi się w akumulatorze, a po półgodzinnej zabawie wystarczy, by zasilić niewielkie urządzenie elektryczne, np. lampkę biurkową z diodą LED. Ta piłka (zwana SOCCKET) została stworzona przede wszystkim z myślą o mieszkańcach krajów trzeciego świata, w których domach palą się staromodne lampy naftowe.

Energia eteru? Żadnej pseudonauki

Kolejny niedawny post. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology opracowali metodę wytwarzania elektryczności z powietrza. Opiera się na reakcji chemicznej z udziałem bakterii glebowych Geobacter, z których naukowcy „utkali” nanodruty o grubości poniżej 10 mikronów. Bakterie te mają ciekawą cechę: wytwarzają energię elektryczną z wilgoci zawartej w powietrzu. Według autorów urządzenie sprawdzi się nawet w miejscach o wyjątkowo niskiej wilgotności, takich jak Sahara.

Jeszcze dalej poszli inżynierowie amerykańskiej firmy Ambient Micro. Zaproponowali wykorzystanie swobodnej energii fal radiowych, która nasyca przestrzeń wokół nas. Nie ma w tym pseudonauki: ulotne sygnały o niskiej częstotliwości z programów radiowych lub telewizyjnych można przekształcić w prąd stały. To prawda, że wymaga to specjalnej anteny i węzłów. Firma nad nimi pracuje. Oczywiście moc jest bardzo mała, ale wystarcza do ładowania czujników i innych miniaturowych urządzeń.

W Hamburgu w Niemczech znajduje się piętnastopiętrowy budynek mieszkalny, którego elewacje pokryte są płaskimi akwariami. Zamieszkują je glony wydobywane z pobliskiej Łaby. Służą jako jedyne źródło energii do ogrzewania i klimatyzacji w czteropiętrowym budynku, który stał się pierwszym na świecie domem zasilanym algami.

Każde akwarium jest zakotwiczone na zewnętrznym rusztowaniu i podąża za słońcem jak słonecznik. Fotosynteza alg służy do dostarczania energii do domu. Gdy jest ich za dużo, część wyjmuje się ze zbiorników i przerabia na biopaliwo, które zimą ogrzewa budynek. Ekolodzy uważają, że jest to bardzo obiecujące źródło „zielonej” energii, a nawet nazywają glony idealnym paliwem.

Wreszcie – całkowicie egzotyczna technologia z Pensylwanii. Pracownicy miejscowego uniwersytetu stworzyli miniaturową elektrownię zasilaną toaletą. Zbadali bakterie żyjące w latrynie i odkryli, że w pewnej reakcji chemicznej są one zdolne do wytwarzania elektronów. Jeśli je „złapiesz”, otrzymany prąd wystarczy, aby zapalić żarówkę w toalecie. A jeśli cała miejska kanalizacja jest zaopatrzona w takie instalacje, to linie tramwajowe i trolejbusowe mogą być zasilane energią elektryczną.

A kto może powiedzieć, że to nie jest „czysta” energia?