منابع جدید انرژی: از پنیر تا پیاده‌‌‌رو
منابع جدید انرژی: از پنیر تا پیاده‌‌‌رو
دنیا به‌‌‌سمت انرژیهای غیر فسیلی و تجدیدپذیر می‌‌‌رود و یکی از مهم‌ترین منابع انرژی پاک پسماند و زباله‌ها هستند؛ فراتر از آن حتی باکتریها و رطوبت هوا هم می‌‌‌توانند بخشی از این ماجرا باشند
با وجود این‌‌‌که همچنان بخش بزرگی از انرژی جهان توسط سوخت‌های فسیلی تامین میشود، گرایش شدید دولت‌های مختلف دنیا به منابع انرژی تجدیدپذیر باعث سرمایه‌گذاری هنگفتی روی انرژیهای پاک، خصوصا در کشورهای پیشرفته دنیا شده است. بر اساس آمار و ارقام موجود، حدودا ۲۱ درصد از برق کشور آمریکا از منابع تجدیدپذیر تامین میشود. با این وجود با بهره‌گیری گسترده‌تر صنعتی از منابع تجدیدپذیری مثل باد، خورشید و منابع هیدروالکتریک، پیش‌بینی میشود که این رقم در آینده نزدیک افزایش چشمگیری داشته باشد. در عین حال پژوهش‌های فراوانی هم روی سایر منابع تجدیدپذیر در حال انجام است تا در آینده نزدیک با گرایش به آن‌ها میزان وابستگی بشر به سوخت‌های فسیلی با شدت بیشتری کاهش پیدا کند. یکی از مهم‌ترین منابع تامین انرژی پاک پسماند و زباله‌ها هستند! در سال‌های اخیر انواع و اقسام پسماندها اعم از پسماند قهوه، حرارت یا حتی زباله‌ها و فضولات انسانی مورد توجه کارشناسان قرار گرفته و با هدف تامین انرژی تحت بررسی‌های مختلف واقع شده‌اند. این تحقیقات در برخی موارد نتیجه‌بخش هم بوده؛ به‌طوری که در حال حاضر نمونه‌هایی اولیه از دستگاه‌های تولیدکننده برق از ضایعات تولید شده و تحت آزمایش هستند. با این وجود هنوز تا استفاده صنعتی از این دستگاه‌ها فاصله زیادی باقی مانده است. فهرستی که در ادامه به نقل «گجت نیوز» مطالعه خواهید کرد، تعدادی از روش‌های خلاقانه تامین انرژی خواهد بود.
تبدیل مزارع قهوه به سوخت بیولوژیک
اگر فرآیند برداشت قهوه از مزارع را مشاهده کرده باشید، حتما در جریان هستید که پس از برداشت، مزرعه تبدیل به یک ویرانه پر از پسماند میشود. به‌تازگی دانشمندان دانشگاه لانکستر موفق به توسعه فرآیندی شده‌اند که در آن می‌توان با استفاده از این پسماندهای قهوه سوخت بیولوژیکی تولید کرد. البته این روش به‌هیچ وجه تازه و بدیع نیست و در حال حاضر چندین شرکت دیگر نیز اقدام به برداشت انرژی صنعتی از پسماندهای مزارع قهوه کرده‌اند. در عین حال روش پیشنهادی محققین دانشگاه لانکستر با استفاده از کاتالیزورهایی فرآیند روغن‌گیری از دانه‌های قهوه را تسریع کرده و سوخت بیولوژیکی بیشتری را در زمان کوتاه‌تری تولید می‌کند. بر اساس گزارش‌ها، روش پیشنهادی دانشمندان دانشگاه لانکستر حدودا ده دقیقه زمان می‌برد که در مقایسه با زمان تقریبا دو ساعتی مورد نیاز برای تبدیل دانه قهوه به سوخت بسیار کوتاه‌تر است. تیم توسعه‌دهنده این روش تخمین زده که در صورت تبدیل تمامی ضایعات قهوه جهان با این روش، می‌توان در هر سال حدودا 720 هزار تن سوخت بیولوژیکی تولید کرد.
برداشت انرژی از قدم‌های عابرین پیاده
با وجود این‌‌‌که هر قدم یک فرد انرژی بسیار اندکی تولید می‌کند، اما اگر تعداد قدم‌های تمام عابرین پیاده که در طول یک روز از محلی خاص عبور می‌کنند را در نظر بگیریم با تولید انرژی قابل توجهی روبه‌‌‌رو خوهیم شد! در همین زمینه یک استارتاپ انگلیسی به نام Pavegen موفق به توسعه فناوری برداشت انرژی جدیدی شده که با استفاده از کاشی‌هایی با طراحی خاص قادر به جذب چند ژول انرژی از هر قدم عابرین پیاده خواهد بود. به‌تازگی مدیر عامل این شرکت در مصاحبه‌ای با «فوربز» اعلام کرد که ایده برداشت انرژی از قدم عابرین پیاده نتیجه چندین تلاش نافرجام پیشین برای تولید انرژی پاک از تعاملات شهری بوده است. به ادعای او، ادوات مورد نیاز برای برداشت انرژیهای پاک از روش‌های معمول مثل خورشید یا باد به‌سادگی در مناطق شلوغ شهری قابل نصب کردن نیستند. این کمپانی تا کنون موفق شده نمونه‌هایی کوچک و محدود از کاشی‌های خود که در ظاهر با کاشی‌های معمولی هیچ تفاوتی ندارند را در شهرهای مختلفی نظیر شیکاگو، ملبورن و لندن نصب کند.
تولید برق از هوای مرطوب
شاید در نگاه اول، تولید برق از هوا ایده‌ای مسخره به نظر برسد که بیشتر برای فیلم‌های علمی تخیلی مناسب است! با این وجود شاید برایتان جالب باشد که بدانید یک نمونه اولیه از دستگاهی تولید شده که دقیقا همین کار را انجام می‌دهد! دستگاه مورد بحث از حفره‌های بسیار ریزی ساخته شده که قطرات آب موجود در هوای مرطوب را یونیزه کرده و اختلاف باری را در آن ایجاد می‌کند که منجر به تولید الکتریسیته میشود. این پدیده به‌طور تئوری می‌تواند باعث تولید مقدار بی‌نهایتی بار الکتریکی شود. با این وجود در عمل مشکلات بزرگی سر راه این امر وجود دارد. نخستین مساله قابل بحث در خصوص این سیستم برداشت انرژی تولید بسیار ناچیز الکتریسیته است؛ به‌طوری که به‌ادعای واشنگتن پست برای تامین انرژی بخش از یک منزل مسکونی به حدود یک میلیارد ژنراتور تولیدکننده برق از رطوبت نیاز است. البته این ژانراتورها به‌حدی کوچک در نظر گرفته شده‌اند که یک میلیارد عدد از آن‌ها، اندازه‌ای نزدیک به اندازه یک یخچال خواهند داشت! همچنین نگهداری این انرژی ذخیره شده نیز چالش بزرگ دیگری است که پیش روی مهندسین ایده‌پرداز این طرح قرار دارد. بر اساس آنچه گفته شد، طرح برداشت انرژی الکتریکی از قطرات آب یکی از خلاقانه‌ترین ابتکاات در زمینه انرژی پاک است که هنوز در نخستین مراحل توسعه قرار دارد؛ اما دارای پتانسیل‌های فراوانی برای پیشرفت در آینده است.
استفاده از باکتری اشریشیا
یکی از باورنکردنی‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر در دنیا باکتری اشریشیا کلی یا E. Coli است که نام آن بیشتر با مسمومیت‌های غذایی سنگین مترادف است! البته این باکتری به‌‌‌جز تولید مسمومیت غذایی استعداد فوق‌العاده دیگری هم دارد و آن، تبدیل قند به سوخت بیولوژیکی است! ترکیب تولید شده توسط این باکتری شباهت فراوانی به سوخت‌های دیزلی خام تولید شده در طبیعت دارد. به همین دلیل در یک دهه گذشته این باکتری تحت پژوهش و تحقیقات گسترده‌ای قرار گرفته و متحمل تغییرات ژنتیکی فراوانی شده تا شاید با سرعت بیشتری به تولید سوخت بیولوژیک مخصوصش بپردازد! البته به رغم پیشرفت‌های بزرگ صورت گرفته در این زمینه، نرخ تولید سوخت آن هنوز بسیار پایین ارزیابی شده و به هیچ وجه برای عرضه تجاری به بازار مناسب نیست. از طرف دیگر همچنین باید توجه کرد که در صورتی که دانشمندان و محققین واقعا قصد داشته باشند از باکتری‌های E. Coli به عنوان منابع تولید انرژی استفاده کنند، باید برای برخی مشکلاتی که در اثر استفاده از آن‌ها ایجاد میشود هم راه حل پیدا کنند. به‌عنوان مثال، نیاز این باکتریها به قند برای تولید انرژی باعث میشود که بخش‌هایی از مزارع میوه برای تولید انرژی مورد استفاده قرار گیرند و در نتیجه فضای فراهم شده برای کاشت محصول کاهش پیدا خواهد کرد. در حال حاضر، کمبود زمین‌های کشاورزی در بسیاری نقاط دنیا مشکلی بزرگ است و استفاده از این باکتریها برای تولید سوخت بیولوژیکی می‌تواند به این دسته مشکلات دامن بزند. بنابراین باکتری‌های اشریشا کلی یکی از روش‌های جذاب اما احتمالا نه چندان منطقی تامین انرژی از منابع تجدیدپذیر خواهد بود.
گرم کردن منازل توسط متروی لندن
حتما بسیاری از شما گرمای طاقت‌فرسای ایستگاه‌های شلوغ مترو را به‌خاطر آورده و بارها هم در آن گرفتار شده‌اید. با این وجود مهندسین انگلیسی مدتی پیش تصمیم گرفتند از این حرارت و جنب و جوش اضافی برای گرم کردن خانه‌های شهر استفاده کنند! این سیستم در سال ۲۰۲۰ در آیلینگتون لندن اجرایی شد و در آن، گرمای تولید شده در ایستگاه‌های مترو به مدرسه‌ها و خانه‌های اطراف ایستگاه مترو منتقل شد. این گرما توسط میله‌های چرخانی که برای تهویه مترو استفاده می‌شوند جمع آوری شده و از طریق شبکه‌ای از لوله‌ها به خانه‌ها، مدرسه‌ها و سایر مناطق محله انتقال پیدا می‌کرد. این سیستم موفق شده در فصل‌های سرد سال، آب گرم و حرارت لازم برای گرمایش حدود ۱۳۵۰ منزل در لندن را تامین کرده و در فصل‌های سرد هم برای پمپاژ هوای سرد به درون ایستگاه مورد استفاده قرار گیرد! تعبیه موفقیت آمیز این طرح باعث شده که مقامات شهر لندن به فکر روش‌هایی برای توسعه این سیستم و اجرای آن در سایر مناطق شهر باشند. البته این مساله در حال حاضر تنها در فاز برنامه‌ریزی باقی مانده است!
تامین انرژی یک خودروی توسط پنیر
یکی دیگر از عجیب‌ترین منابع انرژی تجدیدپذیر مورد تجسس بشر هم پنیر است که برداشت انرژی از آن در انگلستان در دست توسعه قرار دارد! حتی انرژی یک خودرو هم به این شکل تامین میشود. این خودرو به‌طور خاص بر پایه بیواتانول E85 کار می‌کند که طی فرآیندی دقیق از پسماندهای تولید پنیر ساخته میشود. البته این فرآیند اصلا به‌گونه‌ای بهینه نیست که بتواند به‌طور تجاری مورد استفاده قرار گیرد. با این وجود، سوخت‌های بیولوژیکی تولید شده از این روش حداقل پتانسیل آن را دارند که برای تامین انرژی خودروهای کلاسیک و کلکسیونی مورد استفاده قرار گیرند. در این زمینه البته استارتاپ‌هایی هم راه‌اندازی شده که خودروهای کلاسیک را به محصولاتی الکتریکی تبدیل می‌کنند. با این وجود در نظر علاقه مندان به این دسته خودروها، خارج کردن موتور عتیقه بنزینی آن‌ها هم‌تراز با از بین بردن خود خودروست. البته خودروهایی که بر پایه سوخت‌های ناشی از پسماند مواد غذایی کار می‌کنند، به هیچ وجه محصولاتی نیستند که در آینده فناوری و صنعت جایی داشته باشند. در عین حال استفاده از همین سوخت‌ها برای خودروهای کلاسیک و نمایشگاهی می‌تواند تا حد قابل قبولی به کاهش آلودگی هوا کمک کند.
به نام آن که به من آموخت عشق را تا دوست روز بهم گفت :