اخیرا مراکز بزرگی در جهان برای صرفه جویی در مصرف انرژی، کاهش هزینه‌ها، حل مشکلات مالی و یا صرفا به علت علاقمندی به بازیافت و انرژی پاک پژوهش‌ها و طرح‌های بزرگی در این زمینه تعریف کرده‌اند. تولید برق با شیرین سازی آب، تولید آب شیرین با انرژی خورشیدنی در مناطق بیابانی و استفاده از انواع گیاهان برای پاکسازی محیط زندگی و کار چند نمونه کوچک در این مورد است. در ادامه این نوشتار به صورت خلاصه به مرور فناوریهای مهم در این حوزه در نیمه دوم سال ۲۰۲۱ میلادی می‌پردازیم. با مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی همراه باشید.
تولید سوخت از زباله‌های پلاستیکی
تولید بیش از حد پلاستیک در جهان و زباله‌های پلاستیکی یکی از نگرانی‌های همیشگی جوامع پیشرفته است. شخصی به نام Akinori Ito در ژاپن برای کمک به رفع این مشکل یک دستگاه خانگی جهت تبدیل زباله‌های پلاستیکی به سوخت مناسب گرمایش منزل و وسایل نقلیه ساخته است. این فرآیند با توجه به این نکته طراحی شده است که پلاستیک در اصل از مواد سوختی بدست می‌آید. سوخت حاصل از این روش مخلوطی از گازوئیل، دیزل، نفت سفید و سوخت سنگین است و برای کشتی، موتورسیکلت و یا ماشین‌ها مناسب است. در این روش با سوزانیدن یک کیلوگرم پلاستیک و صرف یک کیلووات ساعت انرژی(معادل ۲۰ سنت)، یک لیتر سوخت بدست می‌آید. شاید ایراد این روش بدست آوردن سوختی باشد که آلاینده دی‌اکسیدکربن تولید میکند ولی مسلما برای ارتفا دانش افراد از ضرر مواد پلاستیکی، موثر خواهد بود.
این دستگاه نرم و کشسان حرکت را حتی در زیر آب به برق تبدیل میکند
در حال حاضر دستگاه‌هایی وجود دارند که از حرکت، برق تولید می‌کنند، اما بیشتر آنها تنها در محیط‌های خشک کار می‌کنند. دستگاه جدید قادر است حتی در زیر آب نیز کار کند، که به طور قابل توجهی دامنه کاربردهای بالقوه آن را گسترش می‌دهد.
این دستگاه نرم و کشسان جدید توسط پژوهشگران دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی ساخته شده است. این دستگاه دارای هسته‌ای از جنس گالیم و ایندیم است که در یک نوار منعطف و کشسان از هیدروژل محصور شده است. از آنجایی که این دستگاه نرم است، هر حرکت مکانیکی می‌تواند موجب تغییر شکل آن شود، از جمله فشار، کشش و پیچ خوردن. در حال حاضر پژوهشگران روی استفاده از این فناوری برای تأمین انرژی دستگاه‌های پوشیدنی کار می‌کنند.
استفاده از گیاهان برای صرفه جویی در مصرف انرژی
آسمان‌خراش‌هایی که می‌توانند ۱۰۰۰ تن کربن را از جو حذف کنند
در خلال کنفرانس تغییرات اقلیمی سازمان ملل متحد در سال ۲۰۲۱ از پروژه Urban Sequoia رونمایی شد؛ شبکه مفهومی از ساختمان‌هایی که کربن موجود در جو اطراف خود را جذب می‌کنند.
بخش ساختمان مسئول ۴۰ درصد انتشار کربن در جهان است. به همین دلیل تلاش‌ها برای کاهش تأثیر کربن در فرآیندهای ساخت‌وساز توجه را به خود جلب کرده است. پروژه Urban Sequoia می‌تواند مقدار کربن را حتی پس از اتمام ساخت و ساز کاهش دهد. این کاهش کربن عمدتاً به دو دلیل رخ می‌دهد. مواد مورد استفاده در ساخت ساختمان‌ها از جمله آجر زیستی، نسبت به مصالح معمولی مانند فولاد و بتن، کربن بسیار کمتری مصرف می‌کنند. اما چیزی که این ساختمان‌ها را دوستدار محیط زیست میکند، جذب کربن است که پس از بهره‌برداری از ساختمان‌ها اتفاق می‌افتد، به این معنی که ساختمان‌ها خود راهکار هستند.
این ساختمان‌ها سالانه ۱۰۰۰ تن کربن معادل ۴۸۵۰۰ درخت جذب می‌کنند. هدف نهایی ساخت یک مجتمع بلند نیست، بلکه توسعه این مفهوم در مقیاس وسیع‌تر، شاید در شهرها است.
برجی که با کشتزارهای عمودی هیدروپونیک پوشیده شده است
برج Jian Mu Tower در شهر شنژن چین ساخته خواهد شد. فضای سبز این برج به صورت عمده با کشتزارهای عمودی تامین خواهد شد. با توجه به اینکه این برج ۵۱ طبقه خواهد داشت، پیش‌بینی می‌شود میزان مواد غذایی گیاهی تولید شده در آن در حدود ۲۷۰ تن در سال باشد که برای تامین مواد غذایی ۴۰ هزار نفر در سال کافی است. طرح برج توسط موسسه Carlo Ratti در ایتالیا تکمیل شده است.
ذخیره انرژی در ریشه گیاهان
یک پروژه جدید و جالب در دانشگاه لینشوپینگ سوئد نشان داد می‌توان از ریشه گیاهان به عنوان ابزار ذخیره انرژی استفاده کرد. دانشمندان این فرآیند را که نیاز به آبیاری گیاهان با محلول خاصی برای رسانایی الکتریکی ریشه‌هایشان دارد، به عنوان اثبات مفهومی برای ابرخازن‌های مبتنی بر ریشه می‌دانند.
به نظر می‌رسد که این روش تأثیر کمی بر سلامت گیاه داشته باشد و در مدت زمان طولانی قابل استفاده باشد. پیش از این نیز سیستم‌های بیوهیبریدی مشابهی دیده‌ایم که هدف برخی از آنها تبدیل گیاهان به حسگرهای نظارتی ارگانیک و برخی دیگر شامل گیاهان سایبورگ است که می‌توانند خود را به سمت نور سوق دهند. توسعه ریشه‌های الکترونیکی توسط دانشمندان دانشگاه لینشوپینگ می‌تواند به عنوان یک مکمل مفید برای این حوزه باشد.
جلبک‌های اسپیرولینا را در خانه پرورش دهید
جلبک‌های سبز رنگ اسپیرولینا غنی از مواد مغذی، دارای اثرات آنتی اکسیدانی، کاهش دهنده کلسترول، تنظیم کننده فشار خون و بهبود دهنده عملکرد روده هستند. اسپیرولینا به عنوان یکی از محبوبترین مکمل‌های غذایی در سراسر جهان شناخته می‌شود.
اسپیرولینا معمولاً به صورت پودر مصرف می‌شود اما اسپیرولینای تازه و زنده بسیار مغذی‌تر از نمونه خشک و پودر شده آن است.
سامانه Bloom که توسط استارتاپ انگلیسی Canopi تولید می‌شود، به شما اجازه می‌دهد اسپیرولینا را در خانه پرورش دهید. کافی است مقداری آب و یکی از قرص‌ها را در این دستگاه قرار دهید. پس از پنج روز، اسپیرولینا برای برداشت آماده می‌شود. اگر کاربر فراموش کند، یک حسگر در سیستم تشخیص می‌دهد که چگالی جلبک در آب به حد کافی رسیده است و از طریق یک برنامه همراه، اعلانی را ارسال میکند. این سامانه ۳۳۹ دلار قیمت خواهد داشت.
نمک زدایی از آب برای صرفه جویی در مصرف انرژی و گسترش ایده انرژی پاک
سامانه‌ای برای تهیه آب شیرین و نمک‌زدایی آب
WaterPod طرحی از یک گروه اهل مالزی است که جایزه James Dyson را به خود اختلصاص داده است. این حعبه شناوری با یک قسمت فتیله دارد که مانند آب شور دریا را جذب میکند و به قسمت بالایی انتقال می‌دهد که تحت تابش نور خورشید است. در این قسمت گنبد مانند تبخیر آب نمک را از آن جدا میکند. تقطیر مجدد آن اب شیرین بدست می‌دهد. برای حل مشکل زباله‌های پلاستیکی خود این جعبه شناور از بازیافت پلاستیک‌های شناور روی آب تهیه شده است.
این سیستم خنک کننده از انرژی پاک نور خورشید و آب شور برای کاهش دما استفاده میکند
مهندسان دانشگاه علم و صنعت ملک عبدالله (KAUST) عربستان سعودی اقدام به توسعه یک سیستم خنک کننده کارآمد کرده‌اند که بدون برق کار میکند. این سیستم خنک کننده ساده و جدید مبتنی بر انرژی خورشیدی و اثر خنک کننده انحلال نمک در آب است که می‌تواند در مناطق گرم با دسترسی محدود به برق استفاده شود.
این سامانه از اثر خنک کننده قدرتمندی استفاده میکند که هنگام حل شدن برخی نمک‌ها در آب رخ می‌دهد. اگر نمک به آب گرم اضافه شود، آن آب با حل شدن نمک به سرعت سرد می‌شود. پس از هر چرخه خنک کننده، این سامانه از انرژی پاک خورشیدی برای تبخیر آب و احیای نمک استفاده میکند.
آزمایش‌ها نشان داد این سامانه دارای پتانسیل مناسبی برای ذخیره‌سازی مواد غذایی است. با این روش دمای مواد غذایی پس از ۲۰ دقیقه از دمای اتاق به حدود ۳٫۶ درجه سانتیگراد رسید و بیش از ۱۵ ساعت زیر ۱۵ درجه سانتیگراد باقی ماند.
امارات متحده عربی و استخراج آب از هوا با کمک ژنراتورهای خورشیدی hyper-dehumidifier
این فناوری در واقع رطوبت هوا را به آب شرب تبدیل میکند. دستگاه مورد نظر hyper-dehumidifier یا ابررطوبت‌زدا نام دارد که تعداد ۲۰ دستگاه از آن ۶۷۰۰ لیتر آب آشامیدنی را به صورت روزانه در دمای ۲۶ درجه از هوای ۶۰ درصد مرطوب دبی تولید میکند. با توجه به اینکه این روش آلودگی ندارد، انرژی آن را می‌توان انرژی پاک دانست.
این طرح با همکاری شرکت آمریکایی AQUOVUM و مرکز مصدر از دانشگاه خلیفه اجرا می‌شود. مرکز مصدر در واقع شهری است که بر پایه انرژی پاک در نزدیک فرودگاه ابوظبی ساخته می‌شود و محل پژوهش‌های آینده‌نگر امارات در مورد انرژی پاک است. شهر مصدر با ۲۲ هکتار از ۸۷۷۷۷ سلول‌های خورشیدنی تامین می‌شود. این سلول‌های خورشیدنی انرژی ژنراتورهای رطوبت‌زدا را تامین میکند تا هوا را به داخل خود بکشد و پس از انجماد آن آب اشامیدنی را از سایر مواد جداسازی کند. برنامه‌ریزی و آمادگی برای آزمایش این فناوری در ماه اکتبر در حال انجام است. درصورت موفقیت‌آمیز بودن این آزمایش طرح به صورت جدی در دستور کار مصدر قرار می‌گیرد.
شرکتی در Mississippi جلبک‌های مضر دریایی را برای ساختن کفی کفش به کار می‌گیرد
مدیر این شرکت اعتقاد دارد با این کار علاوه بر تمیز کردن راه‌های آبی، تقاضا برای پلاستیک نیز کم می‌شود. وی امیدوار است این کار برای سایرین نیز الهام بخش باشد. جلبک‌ها می‌توانند با تولید سم به محیط زیست آسیب برسانند. آنان کار خود را با ساخت گلدان، کفی کفش‌های Adidas و تخته شنا شروع کردند.
در واقع این محصول کاملا جایگزین پلاستیک نمی‌شود بلکه در ماده اولیه پلاستیک مورد نظر چیزی بین ۱۰ تا ۳۰ درصد آن وارد می‌شود. این شرکت ادعا میکند که هر جفت کفی کفش از ورود حدود ۸ گرم دی‌اکسید کربن به جو جلوگیری میکند. یکی از مشتریان این شرکت با تولید بیش از ۲ میلیون جفت توانسته است از ورود ۱۷ تن دی‌اکسید کربن به جو جلوگیری کند. این عدد علاوه بر کربن‌دی‌اکسید تولید شده توسط جلبک‌ها، میزان تولید شده در طی فرآیند ساخت کفش را نیز در بر می‌گیرد و مسلما می‌تواند تفکر روی‌اوردن به انرژی پاک را گسترش دهد.
کامپوزیت گرافن دود زدا، آلودگی هوا را با نور خورشید کاهش می دهد
۱۳ نوآوری کشاورزی عمودی که صنعت غذایی را متحول میکند (بخش نخست)
ایده های خلاقانه فناوری سبز
«استفاده و بازنشر مطالب تنها با ذکر لینک منبع و نام (مجله فناوریهای توان افزا و پوشیدنی) مجاز است.»
