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10 modi innovativi stiamo sfruttando la forza della natura
Alla velocità con cui ci stiamo muovendo, i principali combustibili fossili come carbone, petrolio e gas naturale dovrebbero esaurirsi in circa 75 anni. Dal momento che dipendiamo completamente dai combustibili fossili per la vita quotidiana, ciò mette molta pressione sui ricercatori per sviluppare nuovi modi sostenibili di produrre energia.
Fortunatamente, stanno affrontando la sfida come veri campioni. Ecco dieci incredibili modi in cui stiamo usando la natura per produrre elettricità, rivoluzionare la produzione di cibo e rendere il mondo meno inquinato.
10Utilizzo di fulmini per riciclare calcestruzzo
Il cemento, una miscela di cemento, roccia e acqua, è uno dei materiali da costruzione più economici e comuni al mondo. Sfortunatamente, è quasi impossibile riciclare, quindi tutte le macerie e i detriti provenienti da edifici, ponti e strade distrutti di solito vanno sprecati.
L'Istituto Fraunhofer per la fisica delle costruzioni ha sviluppato una soluzione: far esplodere il cemento con un fulmine. E sorprendentemente, funziona. Quando potenti impulsi di elettricità colpiscono il cemento, l'energia viaggia tra i singoli elementi e separa efficacemente il legame che tiene tutto insieme, dando origine a un cumulo di ingredienti concreti che possono poi essere utilizzati per creare nuovo calcestruzzo.
9 Calcestruzzo autoguariante
Piuttosto che cercare modi per riciclare il calcestruzzo, i ricercatori dei Paesi Bassi stanno lavorando su una tecnica per ripararlo automaticamente. Henk Jonkers e il suo team stanno sviluppando un tipo di cemento che viene infuso con batteri viventi. Quando l'acqua fa crollare il calcestruzzo, i batteri attiveranno e secerneranno un prodotto di scarto chiamato calcite molto simile al calcare, che rattoppa efficacemente il cemento.
Le celle solari che strappano la luce del sole a parte il colore della raccolta
Per tutta la loro popolarità, le celle solari sono in genere efficienti solo circa l'11-15%. Questo è calcolato dalla quantità di energia che producono rispetto alla quantità di luce solare che colpisce la cella. DARPA sta lavorando a un sistema di energia solare che potrebbe più che raddoppiare quell'efficienza, abbattendo effettivamente la luce solare e raccogliendo le lunghezze d'onda di ogni singolo colore.
Usando i nanomateriali, alcuni dei quali sono più piccoli delle lunghezze d'onda della luce, il sistema è in grado di ordinare ciascun colore e collegarlo a una cella progettata per assorbire quella specifica lunghezza d'onda. Facendo ciò, possono lavorare sulla creazione di celle solari che non hanno bisogno di reagire all'intero spettro luminoso - solo per un singolo colore. DARPA si aspetta che le loro celle solari abbiano un'efficienza fino al 50%, a testa e spalle sopra ogni altra cosa che abbiamo attualmente.
7 Una turbina eolica che produce elettricità senza vento
Il vento è una risorsa disponibile gratuitamente, ma il problema è che non possiamo controllarlo realmente; quando il vento smette di soffiare, le turbine eoliche smettono di produrre elettricità. Sorprendentemente, Apple è quella con la soluzione. Nel giugno del 2011, Apple ha depositato un brevetto per una turbina eolica che converte l'energia eolica in calore che continuerà a generare energia anche se le pale non girano.
I mulini a vento tradizionali hanno lavorato sugli stessi principi negli ultimi millenni: il vento fa girare le pale del ventilatore e crea energia. La turbina eolica di Apple lo fa, ma cattura anche il calore creato dall'attrito e lo immagazzina.
6Un sistema alimentare autonomo travestito da arte corporativa
Una società di vendita al dettaglio giapponese ha sviluppato un sistema acquaponico che viene utilizzato come opera d'arte negli ospedali e nelle case di cura. Il sistema è in grado di accrescere il pesce e le piante; lo spreco di nitrati dal pesce viene utilizzato come fertilizzante dalle piante. Allo stesso tempo, le piante filtrano e puliscono l'acqua, che viene poi reimmessa nel serbatoio di pesce, esattamente nello stesso modo in cui un sistema naturale (come uno stagno) funzionerebbe. Sebbene non crei energia, il sistema non consuma nessuno dei due.
Sistemi di grandi dimensioni come questo sono in fase di sviluppo per contribuire a creare fonti di energia rinnovabili in aree del mondo che non hanno molta acqua. Poiché l'acqua scorre continuamente attraverso il sistema, le regioni desertiche con precipitazioni limitate possono usarlo come mezzo di produzione alimentare tutto l'anno.
All'età di 14 anni, Deepika Kurup sta già salvando delle vite. Dopo aver appreso che i bambini indiani beveranno acqua stagnante, riempita di acqua perché non hanno una fonte affidabile di acqua pulita, Deepika ha inventato un depuratore di energia solare che costa così poco che costa solo pochi centesimi. Funziona esponendo una miscela di ossido di zinco e ossido di titanio alla luce solare, avviando una reazione che uccide i batteri presenti nell'acqua.
Quanto è efficace? Dopo poche ore di sole, il sistema di purificazione solare può eliminare completamente i batteri di E. coli e ridurre i numeri di coloform da 8.000 a soli 50, fornendo acqua potabile sicura e pulita anche in aree prive di elettricità.
4Un generatore alimentato da urina umana
Parlando di adolescenti: quattro studenti in Nigeria hanno inventato un generatore di energia che funziona con una risorsa che è sempre disponibile: l'urina umana. La loro creazione utilizza il processo di elettrolisi per isolare il gas idrogeno dall'urina, che viene poi utilizzato per alimentare un generatore. Possono ottenere sei ore di energia da un litro di urina, il che non sembra molto finché non si considera che una persona normale sbuccia circa due litri al giorno.
3 Wave Powered Robot percorre 9.000 miglia
Wave Glider, sviluppato da Liquid Robotics, è un veicolo marino senza equipaggio che utilizza un unico mezzo di potenza: le onde dell'oceano. Il sistema brevettato consente alla piccola imbarcazione di spostarsi in avanti, purché sulla superficie sia presente anche la più piccola quantità d'onda, il che, come risulta, è sempre.
Recentemente, il Wave Glider ha battuto il record mondiale per la distanza percorsa da un veicolo senza equipaggio, percorrendo più di 9000 miglia (14.500 km) nel corso di un anno. Durante il viaggio fu picchiato dalle tempeste oceaniche e persino attaccato dagli squali.
2Catturare energia dalle vibrazioni del treno
C'è energia intorno a noi - ed è solo in attesa del dispositivo giusto per sfruttarlo. Dopo aver compreso che una tonnellata di energia potenziale viene creata dalle vibrazioni di un treno in corsa, i ricercatori della Stony Brook University mettono insieme un dispositivo che raccoglierà l'energia e la convertirà in elettricità.
Sostengono che il loro dispositivo può erogare fino a 200 watt di corrente continua. Se questa elettricità extra venisse utilizzata per alimentare i dispositivi nelle stazioni, potrebbe salvare solo 10 milioni di dollari ogni anno dallo Stato di New York. Fattore nei quasi 141.000 miglia (227.000 km) di binari ferroviari in tutti gli Stati Uniti, e ciò comporta notevoli risparmi energetici in tutto.
1 Bottiglia d'acqua auto-riempiente
Lo sviluppo delle risorse idriche rinnovabili è uno dei bisogni più urgenti del mondo moderno. La purificazione e il trattamento delle acque rappresentano un enorme drenaggio di energia, e questo non tiene nemmeno conto del miliardo di persone che vivono in regioni in cui l'acqua dolce scarseggia. NBD Nano potrebbe avere la soluzione: hanno creato una bottiglia d'acqua che si ricarica da sola.
Ciò che a prima vista sembra magia è in realtà abbastanza semplice. La bottiglia ha dossi che attraggono l'acqua circondati da valli che respingono l'acqua. Le protuberanze forzano l'umidità presente nell'aria per condensare sulla superficie della bottiglia. Queste goccioline vengono poi spinte attraverso le valli e giù nella bottiglia.
Il risultato finale è che la bottiglia si riempirà automaticamente solo sedendosi all'aria aperta e lo farà a una velocità pari a tre litri di acqua all'ora.
Andrew è uno scrittore freelance e il proprietario del sexy, sexy HandleyNation Content Service. Quando non sta scrivendo, di solito fa escursionismo o arrampicata su roccia, o semplicemente si gode la fresca aria del North Carolina.