Technologia przyszłości - jak będzie wyglądał świat energii i ekologi?

Na pierwszym miejscu umieszczono technologie, które mają pozwolić na uzyskiwanie wody z powietrza z pomocą energii pochodzącej ze słońca lub w ogóle bez energii elektrycznej. Dostęp do czystej wody pitnej to jeden z największych problemów współczesnego świata. I ma być coraz gorzej. UNICEF przewiduje na przykład, że w 2040 roku dostępu do czystej wody nie będzie miało ponad 600 mln dzieci. Już dziś ich liczbę szacuje się na 160 milionów.

Dowiedz się więcej: Geberit ogłasza program „Strażnicy Rzek”

Dlatego priorytetowym zadaniem jest opracowanie technologii, która mogłaby to zmienić. Jest to jedno z najważniejszych wyzwań stojących przed naukowcami. Szansę dostrzega się w odzyskiwaniu wody z powietrza. Potrafimy to już bez większego trudu robić tam, gdzie wilgotność powietrza jest duża. Wciąż mamy jednak problemy w miejscach, gdzie jest jej niewiele, a to właśnie tam jest najbardziej potrzebna. A kiedy nawet udaje się to zrobić, proces potrzebuje dużej ilości energii.

To powoduje, że ten proces jest stosowany dzisiaj bardzo rzadko. Co jednak, pytają naukowcy, gdyby nie trzeba było zużywać dużych ilości prądu lub udało się go zapewnić z odnawialnych źródeł? I próbują to zrobić. Jeden z wyróżnionych przez „Scientific American” projektów jest prowadzony przez Massachusetts Institute of Technology oraz kalifornijskie Berkeley. Próbuje się w nim wykorzystać szkielety metalo-organiczne. Opracowano urządzenie, które korzystając jedynie z ciepła jest w stanie skroplić w ciągu doby 2,8 litra wody na każdy swój kilogram i robi to nawet przy bardzo niskiej wilgotności powietrza. Problem w tym, że wykorzystane szkielety metalo-organiczne (MOFs) są drogie. MIT i Berkeley starają się to teraz jakoś zmienić.

Drugi z wyróżnionych projektów uzyskiwania wody z powietrza działa nawet w warunkach pustynnych i wykorzystuje energię słoneczną. Cody Friesen, założyciel Zero Mass Water i naukowiec Arizona University, opracował urządzenie, które z pomocą jednego panelu słonecznego może „wyprodukować” od dwóch do pięciu litrów wody dziennie. Problem jest jednak taki sam, jak w przypadku MOFs – zastosowanie tej technologii jest bardzo drogie. Jedno urządzenie kosztuje obecnie 3,7 tys. dolarów.

Przeczytaj również: Zużycie energii w gospodarstwach domowych wg danych Eurostat

Drugie miejsce zajęła technologia związana ze sztuczną fotosyntezą. Istnieją już badania, które od pewnego czasu wiele mówią o tym, że najskuteczniejszą formę słonecznego panelu, stworzyła ewolucja roślin i jest nią liść. W związku z tym siły połączyli badacze zajmujący się energetyką i biologią, którzy starają się skopiować wypracowany przez naturę mechanizm, do stworzenia super-efektywnych elektrowni słonecznych. Planują także opracować metody pozwalające uzyskiwać w procesie sztucznej fotosyntezy paliwa, które następnie można składować.

– Tak jak w wypadku prawdziwego liścia, taki system używałby tylko dwutlenku węgla, wody i światła słonecznego do produkcji paliw. Osiągnięcie tego mogłoby być rewolucyjne, pozwalałoby stworzyć zamknięte systemy, w których CO2 emitowane w czasie spalania byłoby przekształcane w paliwo zamiast dokładać się do gazów cieplarnianych w atmosferze – tłumaczy Javier Garcia Martinez na łamach „Scientific American”.

Pracownikom Uniwersytetu Harvarda udało się stworzyć system pozwalający na to, by 180 gramów CO2 zamienić w kilowatogodzinę energii elektrycznej. Udało się to zrobić, dzięki połączeniu nieorganicznej technologii słonecznej z bakteriami, które produkują paliwo. Obecnie pracują nad zwiększeniem efektywności systemu i przekonują, że jest w zasadzie gotowy do zastosowania w większej skali. Zakładają też, że w przyszłości produkowanym paliwem będzie wodór. Co doskonale uzupełnia się z siódmą pozycją na liście przełomowych technologii.

Zobacz też: 1,2 GW mocy w fotowoltaice w 2020 r.

Samochód o napędzie wodorowym. Donna J. Nelson pisze, że bezemisyjne samochody już niedługo zdominują nasze drogi. Przekonuje, że choć dziś stanowią zaledwie około 1 proc. wszystkich aut na drogach, to już wkrótce to się zmieni. Powodem ma być poprawa technologii, która przekłada się na większą trwałość oraz niższą cenę baterii. Nelson zwraca uwagę między innymi na to, że na Teslę 3, która jest zapowiadana na połowę roku i będzie kosztować 35 tys. dolarów, czeka już 400 tys. osób. Jednak chodzi nie tylko o klasyczne „elektryki” na baterie. Także o samochody z napędem wodorowym. Te są dziś bardzo drogie, ale – przekonuje Nelson – prowadzone obecnie badania mogą to bardzo szybko zmienić.

Cena wynika bowiem w dużej mierze z konieczności stosowania platyny jako katalizatora reakcji chemicznych. Ta jest niezwykle droga i zbyt rzadka, by można ją z ekonomicznym sensem stosować w masowej produkcji. Dlatego naukowcy skupiają się przede wszystkim na tym, jak ją zastąpić. Myślą o tańszym paladium. Myślą też o zupełnie innych, łatwiej dostępnych metalach.

Czwarta technologia, która związana jest z czystą energią to połączenie rożnych zielonych technologii i wykorzystanie ich w ramach wspólnoty. Wyróżniona próba jest prowadzona w ramach projektu EcoBlock w Oakland. Projekt został zaprojektowany i policzony w najmniejszych detalach przez naukowców z Berkeley. Polega on na tym, by z sąsiadujących ze sobą 30-40 domów stworzyć strefę gospodarki współdzielonej, która będzie korzystać z jednej elektrowni słonecznej. Wyprodukowana w niej energia ma być „rozprowadzana” z pomocą inteligentnej mikro-sieci, która pozwala np. skoordynować pranie w różnych domach tak, by do maksimum wykorzystać to, że świeci słońce.

Warto przeczytać: Polskie domy stają się coraz bardziej energooszczędne

Sąsiedzi mają też wspólnie korzystać z kupionych przez wspólnotę samochodów elektrycznych. Wszystko ma ograniczyć zużycie energii o połowę i emisję CO2 do zera. W projekcie przewidziano także poprawę efektywności wykorzystania wody i wiele innych korzyści. Jest to jeden z podobnych projektów, które mogą zmienić to, jak remontuje się i buduje domy, a także planuje całe miasta. 

Czy powyższe badania i projekty to tylko science fiction? Nie, ponieważ innowacje coraz bardziej wkraczają do różnych stref świata i życia ludzkiego. Kto wie, może już niedługo powyższe technologie staną się codziennością.

Źródło: smoglab.pl

Chcesz być na bieżąco? Zapisz się do naszego newslettera!