La Terra è nei guai, ed è sicuramente colpa nostra . A questo punto sembra chiaro che i metodi tradizionali di generazione dell’elettricità sono insostenibili, e dobbiamo trovare nuove fonti di energia che non producano tanto carbonio (o rispolverare quelli vecchi, come il gas naturale e l’energia nucleare). Il bisogno riconosciuto di fonti di energia alternative non è nuovo. Abbiamo visto enormi pannelli solari svelati in vasti deserti, enormi parchi eolici on-and-off-shore , fasci di onde che convertono il potere dei nostri oceani e una miriade di soluzioni di biomassa arrivano e scompaiono. Tuttavia, queste forme di energia alternativa non sono l’unico gioco in città: ci sono un numero di modi più strani di generare energia che gli scienziati stanno studiando.
1. Raccolta del calore corporeo
Un certo numero di grandi città hanno iniziato a raccogliere il calore intrappolato nei loro vasti sistemi metropolitani. Milioni di pendolari (per non parlare dei treni stessi) sigillati nell’ambiente isolato della metropolitana possono portare a un enorme differenziale di temperatura. Il calore prodotto può essere convertito in energia e calore per abitazioni, appartamenti e aziende locali. Cinquecento case nel distretto londinese di Islington , uffici paralleli alla metropolitana di Stoccolma , e un quartiere residenziale parigino stanno sfruttando il calore umano, con più edifici destinati a beneficiare nel prossimo futuro. La mecca dello shopping da 2,5 milioni di metri quadrati, Mall of America, utilizza già il calore generato dalla mole di persone che lo attraversano. Questo caldo combatte il rigido inverno del Minnesota, tanto che l’edificio non ha un sistema di riscaldamento centralizzato tradizionale . Pensiero innovativo per i designer, risalente ai primi anni ’90.
2. Alcol confiscato
Quando la vita ti dà i limoni, brucia i limoni e usali per alimentare i treni. Lo scorso anno il servizio doganale nazionale della Svezia ha confiscato 185.000 galloni di alcol illegalmente contrabbandato. Piuttosto che buttare tutto nel fango , il piano scandinavo di convertire l’alcol sequestrato in abbastanza biogas per alimentare oltre 1.000 camion e autobus, e persino un treno.15 strumenti “a secco gennaio” per mantenerti senza alcol.
Lavorando con Svensk Biogas AB , l’agenzia doganale svedese mira a continuare a convertire questa risorsa gratuita al potere fintantoché i contrabbandieri continuano a tentare di attraversare il confine. Entro il 2013 , le flotte di autobus in più di una dozzina di città svedesi stavano funzionando a biogas , anche se non tutte provenienti dall’alcool di contrabbando.
3. Pannolini per adulti usati
La popolazione del Giappone sta invecchiando velocemente. Così vecchio che nel prossimo futuro, le vendite giapponesi di pannolini per adulti supereranno le vendite di pannolini regolari . Sul serio. Tuttavia, mentre l’invecchiamento della popolazione giapponese potrebbe essere di più ampio interesse economico, l’ innovativo sistema di riciclaggio SFD di Super Faiths Inc., basato a Tottori, considera l’onere come una soluzione di potenza. Il sistema di riciclaggio SFD prende i pannolini usati, li sterilizza, li polverizza e li asciuga nella loro macchina brevettata , restituendo le palline di biomassa che leggono per bruciare nell’apposito forno, restituendo circa 5.000 kcal per kg riciclato . Non è un brutto ritorno per un articolo di discarica completamente inutile. Capace di “servire” circa 700 libbre di pannolini usati al giorno, il sistema potrebbe benissimo farsi strada nelle case di riposo e negli ospedali di grandi dimensioni .
In una nazione che si sta ancora riprendendo dal devastante terremoto e tsunami di Tohoku del 2011 , e dall’incidente provocato dalla centrale nucleare di Fukushima, le soluzioni di energia alternativa stanno guadagnando credibilità mentre il Giappone cerca di diventare indipendente dall’energia.
4. Sulla pista da ballo
Più potere per le persone, per favore! L’energia cinetica generata dalle nostre attività quotidiane è sotto i riflettori come stazioni sotterranee, locali notturni e palestre iniziano a utilizzare le tecnologie di raccolta piezoelettrica. La piezoelettricità è generata in alcuni cristalli in risposta alla forza di compressione. Se hai una superficie che si muove per qualsiasi motivo, puoi attaccare dei cristalli piezoelettrici e ottenere una piccola quantità di energia. L’energia elettrica accumulata può essere utilizzata per alimentare servizi all’interno dello stesso edificio o area, o indirizzati verso una nuova posizione. La piezoelettricità non è un fenomeno del tutto nuovo, con la DARPA che valuta i generatori piezoelettrici negli stivali dei soldati. Tuttavia, utilizziamo la piezoelettricità più spesso di quanto si possa pensare: gli accendini elettrici sonodotati di un cristallo piezoelettrico con una tensione sufficiente a innescare il gas, dando origine a una fiamma.
In natura, abbiamo visto la stazione della metropolitana di Tokyo alimentare i suoi tornelli di biglietti e il primo nightclub sostenibile al mondo a Rotterdam , nei Paesi Bassi. Anche la produzione di energia piezoelettrica si sta spostando nel settore ferroviario .
Israel Railways, in collaborazione con la Technion University e la società di energie rinnovabili Innowatech ha installato 32 dispositivi piezoelettrici per la cattura di energia lungo una sezione abbastanza trafficata della ferrovia, raccogliendo circa 120 kWh, sufficienti per alimentare segnali, luci e meccanismi di binario.
5. Reattori di torio
I reattori nucleari in miniatura alimentati da una sola tonnellata di torio radioattivo potrebbero essere presenti in una nuova generazione di schemi di generazione di energia locali. Detto questo, i reattori di torio richiederebbero neutroni ad alta energia per innescare la loro attività fissile, il che ha portato gli scienziati britannici a iniziare a lavorare su acceleratori di particelle in miniatura .Tour virtuale panoramico del CERN arriva a Google Street View.
Un prototipo, il modello di elettroni di molte applicazioni , o EMMA, opera a circa 20 milioni di elettronvolt, o 20 MeV, che è un buon inizio. Detto questo, rimane un discreto grado di scetticismo sull’uso del torio e sugli aspetti pratici della costruzione e del mantenimento di un numero maggiore di reattori nucleari locali.
6. Energia solare nello spazio
Ciò che potrebbe essere più eccitante o futuristico di un massiccio schieramento solare , che galleggia su una piattaforma sopra il pianeta, trasmettendo elettricità senza fili verso la superficie terrestre. Ci sono molti vantaggi a questa opzione: non c’è bisogno di occupare immobili preziosi sulla Terra e nessuna fluttuazione di energia causata dal tempo. Detto questo, c’è una lunga strada da percorrere con questa forma di energia alternativa. La trasmissione wireless dell’elettricità, la schermatura a lungo termine delle radiazioni, la protezione dai meteoriti e il semplice costo di mettere in orbita l’apparecchiatura sono solo alcuni degli ostacoli. Ma John C. Mankins, presidente della Space Power Association e Artemis Innovation , ritiene che proprio come l’energia nucleare ha ricevuto cinque decenni di ricerca e miliardi di dollari di finanziamenti per la ricerca per arrivare alla nostra attuale comprensione, perché non dovrebbe esserci un serio sforzo finanziario per la raccolta di energia solare dallo spazio?
n pratica, un progetto di energia solare spaziale potrebbe funzionare in questo modo:
- Una grande matrice geostazionaria raccoglierebbe e focalizzerebbe la luce dal sole.
- Le celle fotovoltaiche convertono quella luce in elettricità.
- L’elettricità sarebbe stata usata per alimentare un laser a microonde, diretto a una stazione terrestre sulla Terra
- L’energia a microonde sarebbe ricevuta dall’array di antenne e riconvertita in elettricità
7. Vento solare
Mentre siamo in tema di spazio, parliamo del vento solare .
Il vento solare è costituito da un enorme numero di particelle cariche, emesse dal sole a velocità molto elevate. In linea di principio, queste particelle possono essere utilizzate per generare elettricità utilizzando un’enorme vela solare e un filo caricato, che genera energia dal vento solare che lo attraversa. Secondo un’analisi preliminare dell’Università di Washington, la quantità di energia che è possibile generare è sostanzialmente illimitata, limitata solo dalle dimensioni della vela solare che si distribuisce.
- 300 metri di filo di rame, collegati a un ricevitore di due metri di larghezza e una vela di 10 metri, potrebbero generare elettricità sufficiente per 1.000 abitazioni.
- Un satellite con un cavo di 1.000 metri e una vela larga 8.400 km potrebbe generare un miliardo di miliardi di gigawatt di potenza .
Suona bene? Sarebbe – se tale vela solare potesse essere prodotta e lanciata in un’orbita appropriata. Vale la pena notare che non è così inverosimile come si potrebbe pensare. La Japan’s Aerospace Exploration Agency ha lanciato con successo IKAROS (Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation of the Sun) nel 2010, diventando la prima astronave a utilizzare la vela solare come sua principale forma di propulsione. La loro continua esplorazione sta fornendo dati immensamente preziosi agli scienziati della ricerca in una serie di settori chiave.
Detto questo, IKAROS è molto più piccolo delle vele considerate, quindi non trattenete il fiato perché il vento solare diventi un’opzione pratica nell’immediato futuro.
8. Meduse
I nostri oceani stanno diventando più acidi. Come tale, le popolazioni di meduse sono in crescita . Molti di questi non sono destinati al consumo umano , ma potrebbero rivelarsi più utili per un altro problema globale. Ricercatori svedesi stanno costantemente lisciando un gran numero di Aequorea Victoria , una medusa incandescente comune alle coste del Nord America.
PERCHÉ? Ti sento piangere. Per il potere, ovviamente! La Green Fluorescent Protein (GFP) contenuta nella medusa può essere utilizzata per creare celle a combustibile in miniatura che potrebbero essere utilizzate per alimentare una generazione di dispositivi medici nano . GFP, applicato agli elettrodi di alluminio ed esposto alla luce ultravioletta genera una potenza misurata nelle “decine di nano-ampere”.
Non è insignificante. Lo sviluppo di combustibili biologici potrebbe consentire ulteriori ricerche sulle bio-nanotecnologie che non richiedono il combustibile esterno o la corrente elettrica per continuare a funzionare. Se la tecnologia potrebbe essere ampliata, potrebbe essere estremamente utile a lungo termine , soprattutto se il problema dell’acidità oceanica continua.
Altre fonti di energia alternative?
Alcune delle fonti di energia che abbiamo visto qui sono bizzarre, ma molte potrebbero avere applicazioni pratiche su tutta la linea. Altri sono già intorno a noi, ci forniscono energia alternativa nella nostra quotidianità. Questo tipo di ricerca energetica è fondamentale, se vogliamo continuare a sostenere la nostra crescente civiltà senza danneggiare irreparabilmente il pianeta.
