https://bodybydarwin.com
Slider Image

10 dristige ideer til at redde planeten

2022

At tage en bukke i klimakrisen vil tage mere end solpaneler og genbrugt toiletpapir. Forskere finder stadig mere kreative måder (svinepisse! DIY-tornadoer! Mini-atomreaktorer!) Til at rense jorden

Visionen Start gigantiske solpaneler i kredsløb og sender ubegrænset ren energi tilbage til Jorden

Planen I 2030 håber Japan at trække sin magt fra himlen i stedet for fra forurenende kulfabrikker. Ideen er at sende satellitter i en geostationær bane over ækvator, hvor de vil sprænge 1, 5 mil lange solarrays og opsuge solen 24 timer i døgnet. Sendere monteret på satellitterne ville omdanne solenergien til mikrobølgeenergi og stråle den ned til jordbaserede modtagestationer. Udstyret med massive antenner, der måler to miles på tværs, ville hver station producere en gigawatt elektricitet - nok til at drive 500.000 hjem. Det er dobbelt så meget som et typisk kulfyret anlæg og uden nogen af ​​drivhusemissionerne.

At sætte solcellepaneler i rummet har en åbenlys fordel: Det er aldrig overskyet 22.000 miles op. I gennemsnit er der 8 til 10 gange så meget sollys i rummet, som der er på Jorden, hvor atmosfære og vejr kommer i vejen. Nu med satellitudgifter til at falde (ca. fem tusind dollars pr. Pund i dag, mod $ 12.000 pr. Pund for et årti siden) og energiregninger stiger (allerede dobbelt så meget som de var i 2005), varmer forskerne endelig op til ideen.

Senere i år planlægger faktisk det japanske luftfartsundersøgelsesagentur (JAXA) at teste ideen på jorden og sprænge en mikrobølgestrål ca. 170 fod til en 6, 5 fod bred rectenna, en type modtager, der konverterer mikrobølger til jævnstrøm . Ikke så glamorøs som stråler fra rummet, men det er et vigtigt første skridt.

Potentielt Uh-Ohs Et skræmmende, men usandsynligt scenario er, at mikrobølgestrålen savner den modtagende antenne og steger noget på Jordens overflade. Som en landsby. For at mindske denne risiko udvikler JAXA-forskere et automatiseret detektionssystem, der slukker for mikrobølgestrålen, hvis satellitten trækker ud af linjen.

ETA JAXA sigter mod at lancere sin første energistrålende satellit i kredsløb i 2013 med et netværk af powerats, der fører energi direkte i nettet, der skal følges inden 2030.
—Rena Marie Pacella

Visionen Tusinder af acres af superhårede planter overalt i verden reflekterer ekstra sollys og køler kloden ned

Planen Mens han søgte efter måder at styrke afgrøder mod morgendagens kvæle temperaturer, bemærkede jordforsker Christopher Doughty fra University of California i Irvine, at planter, der trives under varme, tørre forhold ofte er dækket af hårlignende fibre. Det viser sig, at de små hårstrå reflekterer næsten alt nær-infrarødt lys fra solen, mens de tillader lyset i det synlige spektrum at ramme bladet og drive fotosyntesen. Ved at absorbere mindre varmeenergi og fordampe mindre vand for at forblive kølige, er planterne mere effektive og bedre egnet til varmere vejr. Det fik tankevækkende tanker: Hvis hårede planter dækkede et betydeligt område af Jorden og alle reflekterede næsten infrarød energi tilbage i rummet, nøjagtigt hvor meget kan det køle planeten? Så han fyrede op en global cirkulationsmodel, der tager højde for hundredvis af variabler og estimerer deres indvirkning på klimaet rundt om i verden. Da han øgede afgrødens reflektivitet med 10 procent, fandt Doughty, at fordelingen af ​​de behårede planter mellem 30 graders breddegrad og polerne gav optimale resultater, hvilket gav en reduktion i regionale temperaturer på to til tre grader Fahrenheit.

Desværre er de fleste afgrøder næsten ikke behårede til at skabe denne afkølende effekt, men nogle kloge selektive avl kunne afhjælpe det. "Ingen har virkelig nogensinde med vilje dyrket hårede planter, siger Doughty." Men så igen, har der aldrig været en god grund til at prøve indtil nu. "

Potentielle Uh-Ohs Super-reflekterende planter kunne fordampe mindre vand i atmosfæren og forårsage et fald i beskyttende skydække, hvilket igen ville føre til en stigning i overfladetemperatur.

ETA Opdræt afgrøder hårede nok til at få en 10 procent stigning i refleksionsevne kan tage årtier.
Bjørn Carey

Vision En modificeret atomreaktor, der producerer 17.000 tønder benzin om dagen - nok til at brændstof 54.000 Honda Civics.

Plan Air indeholder brint og kulstof, byggestenene til benzin. Så hvorfor ikke forvandle det til brændstof? Det er tanken bag en plan fra forskere ved Los Alamos National Laboratory om at omdanne kuldioxid til en vedvarende ressource ved hjælp af nukleare anlæg. Når luft kommer ind i en reaktors køletårn, filtrerer den gennem en kaliumcarbonatopløsning, der fanger 95 procent af kuldioxid og danner en bicarbonatopløsning: bagepulver, mere eller mindre.

Derfra forvandler en elektrolytisk celle bicarbonatet til 100 procent CO2. Hvad brinten angår, genererer atomreaktoren allerede elektricitet, og en del af den kan strømforsende elektrolysatorer, der striber brint fra vand. Endelig kombinerer katalytiske processer brint og kulstof i methan, benzin eller jetbrændstof, alt uden giftige emissioner. Forskerne estimerer, at det ville tage seks køletårne ​​og op til 90 celler for at producere 8.600 ton CO2 pr. Dag, nok til disse 17.000 tønder gas.

Potentielle Uh-Ohs Planen har brug for, at gaspriserne fortsætter med at stige, da den nye gas vil koste 4 dollar pr. Gallon ved pumpen. Hvis oliepriserne falder, dør planen.

ETA Los Alamos-forskerne planlægger at debutere en prototype af de elektrolytiske celler næste år med en kommerciel version klar inden 2013.
—Cliff Kuang

Vision Sequester kuldioxid i seks mil lange pølseformede plastikposer på havbunden

Planen Det er et hårdt salg. Dæk tusinder af kvadrat miles af havbunden med polymerskinnet pølsestykker, der er 650 fod i diameter, fyld dem med kuldioxid suget fra kraftværker, og lad dem være der i all evighed. "Jeg troede, at projektet var fjollet, indtil jeg begyndte at tale med havingeniører og lave matematik, siger fysiker David Keith, direktør ved University of Calgary's Institute for Sustainable Energy, Miljø og Economy. Men på det tidspunkt afsluttede han en konceptstudie om projektet med ingeniører ved Argonne National Laboratory og University of Singapore, var han overbevist om, at det ikke kun var muligt, det var rent praktisk.

"Den grundlæggende fysik er simpelt, forklarer Keith. På havdybder under to miles er flydende kuldioxid tættere end havvand, så det synker. Faktisk har forskere i årtier foreslået at indsprøjte flydende CO2 i depressioner i det dybe hav, så de dannes søer, en mulighed, som miljøforkæmpere har modstået, fordi noget af dette CO2 i sidste ende ville opløse og forsure vandet. Men indeholde den væske i et korrosionsbestandigt materiale, som en organisk polymer eller titan, og det kunne sidde sikkert på havbunden flere tusinde år.

Hvad angår installationen, er pølseskinden fleksibel, så ingeniører kan rulle hver pose rundt om en flydende rulle og derefter bruge en slæbebåd til at trække den omkring 60 mil offshore. Når rullen rulles ned, synker membranen næsten to miles til havbunden, hvor dybhavsrøver forbinder den ene ende af hver pose til ventiler langs en hovedrørledning. Efter at kraftværker fanger CO2-emissioner og komprimerer gassen i væske, pumpes en rørledning to tons i sekundet ind i poserne, som langsomt pumpes op fra deres dybeste ende først. Da ejendom ikke er en faktor - havet dækker 70 procent af Jordens overflade, og de nødvendige dybder kan nås inden for 60 miles fra de fleste kontinentale kyster - kan rørledningen kontinuerligt udvides til at rumme nye poser.

Potentielle Uh-Ohs Nævnte vi de store mængder CO2, som menneskeheden i øjeblikket dumper? Det er cirka 800 tons i sekundet, nok til at fylde en olietankskib med CO2 hvert minut. For at reducere de nuværende globale emissioner med endda 20 procent, er vi nødt til at udfylde en pose hver 11. dag. Så er der problemet med holdbarhed. Hvad hvis en haj synker tænderne i f.eks. En pose, eller materialet falder fra hinanden? Der er ingen måde at være sikker på, at poserne ikke går i opløsning efter hundreder af år i stedet for tusinder, som forudsagt.

ETA Keith siger, at CO2-poser kunne være på plads i 2020, i afventning af forskriftsmæssige hindringer.
—Rena Marie Pacella

Visionen Spar seks milliarder kilowatt-timer energi årligt (nok til at drive 20 millioner lyspærer i et år) ved at sprænge brygge med supersoniske strømme af damp

Planen Tidligere i år begyndte Shepherd Neame, Storbritanniens ældste bryggeri, at fremstille sine populære Spitfire lagers og ales med en kraftfuld ny "urtekogende" teknologi, der reducerer bryggeriets energiforbrug med 10 procent.

Den primære ingrediens i øl, bortset fra vand, er en stivelse såsom maltet byg. Blødgøring af stivelse i vand og enzymer nedbrydes den til en sukkeropløsning kaldet urt. Det næste trin, der koger vørteren for at eliminere urenheder fra malt, svirrer 20 procent af bryggeriets samlede energiforbrug. Gå ind i PDX Wort Heater, et netværk af dyser, der er fremstillet af det engelske firma Pursuit Dynamics, der fyrer damp på vørteren med 3.000 fod i sekundet. Stødet bryder væsken til tåldråber, der opvarmes hurtigere end væskeurt og skærer bryggetiden fra en time til 30 minutter, mens den bruger halvdelen af ​​energien. Hvis verdens 8.000 store bryggerier vedtog teknologien, kunne det spare elektricitet svarende til tre millioner ton kul om året.

Potentielle Uh-Ohs lækige dyser kan forurene dampen og ødelægge en batch. Ud over det vil det ikke være let at overbevise bryggerier til at betale for ny teknologi, der skyder damp ind i deres tidshøjede opskrifter.

ETA Stigende energiomkostninger kan gøre dampopvarmede øl til industrien standard inden for tre år.

Visionen udnytter varmen fra millioner af pendlere og reducerer den globale energibehov med 15 procent

Planen Dit gennemsnitlige menneske genererer omkring 60 watt, der bare ligger i sofaen, og omkring 100 watt, der suser efter toget i rushtiden. Den svenske civilingeniør Karl Sundholm sigter mod at indfange noget af den overskydende energi, startende i Stockholms Central Station, hvor han vil bruge en bilstørrelse varmeveksler til at absorbere luft, der er varmgjort af mere end 250.000 daglige pendlere og bruge den til at give op til 15 procent af opvarmningsbehovet i en bygning ved siden af. Veksleren opvarmer vandrør, der trækker det varme vand til en anden varmeveksler i den nye bygning, hvor processen er vendt: Det varme vand varmer luften, hvilket hjælper med at holde butikkejere og båsebeboere rystede. Om sommeren, når kropsvarmen er mindre velkommen, vil de samme vekslere transportere koldt vand fra en nærliggende sø for at afkøle bygningen og togstationen.

Potentiel Uh-Ohs- logistik kan muligvis gøre varme-tragtsystemet til en udfordring at gentage i andre byer. Nærheden til Stockholm-stationen og den tilstødende byggeplads er usædvanlig, ligesom det faktum, at Sverige ejer både stationen og den fremtidige byggeplads. "[Systemet er] dyrere og tager mere plads, som Sundholm siger. Men det skal betale for sig selv på mindre end et år.

ETA Central Station kunne fange varme fra varme svensker i 2010.
—Corey Binns

Vision Draw-magten fra menneskeskabte twister og lyser op for hele byer

Planen Dit gennemsnitlige tornado på 100 km / t kan generere op til 10 megawatt-timers strøm, omtrent det samme som et stort hjælpeanlæg. Nu siger den canadiske ingeniør Louis Michaud, at han har fundet ud af en måde at fælde en twister og få den til at rotere på ubestemt tid, hvilket genererer en billig, praktisk talt ubegrænset energikilde. Hans skabelse er en 13-fods bred tornado-maskine, der producerer en kraftig spinding af luft for at drive elektriske turbiner. Sidste år viste Michaud en mindre prototype, der producerede en 6, 5 fod høj cyklon [se "Twister Power Headlines, november 2007], men denne nye - som skulle være testet i Sarnia, Ontario, i maj - skulle producere største kunstige tornado endnu
.
Hvis testingen går som planlagt, håber Michaud at begynde at konstruere en kommerciel version i fuld skala, der er næsten dobbelt så bred som en fodboldbane og i stand til at producere en 150 fod bred, milhøj virvel. Dets ydre væg vil indeholde 20 ventilatorer, der suger luft, blæser den over varmtvandsledninger for at varme den op og sprænge den gennem kanaler til et indre kammer. Fordi kanalerne er vinklede, vil den varme luft begynde at rotere som en tornado. Det kræver cirka 2.000 megawatt elektricitet for at komme i gang med maskinen, men Michauds plan er at genvinde spildvarmen fra kraftværker og bruge den til at varme vandrørene. Når twisteren vrider sig, behøver den ikke noget ekstra energiindgang for at holde det i gang - turbinerne fortsætter med at fungere, så længe der er lavt tryk i bunden af ​​stormen for at suge mere luft, hvilket igen føder tornadoen. Luften, der strømmer forbi turbinerne, vil i sidste ende drive drivkraftværker og omdanne twisterens mekaniske energi til 200 megawatt elektricitet, nok til at drive omkring 200.000 hjem.

Potentielle Uh-Ohs Hvad hvis motoren drejer ud af kontrol? Hvad hvis det bryder fra basen eller bliver for stor? Michaud siger, at han simpelthen kunne lukke kanalerne til det indre kammer, blokere lufttilførslen eller vende retningen på den indkommende luft.

ETA Forvent den kommercielle maskine inden for fem år.
—Rena Marie Pacella

Visionen forvandler civilisationens laveste biprodukter - inklusive affald og dyrekroppe - til rentbrændende brændstoffer til pendlertransport

Planen I et pilotprojekt udarbejdet af Warren Weisman, en konsulent, der leder Oregon Biogas Cooperative, ville landets første biogasbus få sit brændstof fra et spildevandsrensningsanlæg i Eugene, Oregon. Weisman mener, at spildevand, suppleret med afgrødestubb og rester af restauranter, i sidste ende kunne tænde alle byens busser.

Biogas dannes ved anaerob fordøjelse, en proces, hvor bakterier nedbryder organisk affald i fravær af ilt. Hydrogensulfid og kuldioxid fjernes fra biogassen, og den resterende naturgas (for det meste metan) komprimeres.

Der er ikke nok biogas til at drive hver bil på vejen, men den kan erstatte ikke-vedvarende, forurenende brændstof som diesel til massetransport. Og i modsætning til naturgas, der er udvundet fra dybe brønde, yder biogas ikke et nettobidrag til drivhusgasemissioner, fordi det ikke frigiver kulstof, der er fanget i fossile aflejringer.

Byer i Schweiz, Frankrig, Spanien og Island tapper allerede deres kloakker for busbrændstof. Og i Sverige kører byen Linköpings hele flåde på biogas genereret af organiske materialer som gødning og slagterierester. Linköping er også hjemsted for verdens første og muligvis eneste biogas-pendletog.

Potentielle Uh-Ohs At få et højt udbytte kræver en perfekt opskrift på ingredienser til affald. Kommunalt spildevand producerer kun lave udbytter, så det skal samfordøjes med andre affaldsmaterialer. Desuden reducerer transport til digester-steder processens effektivitet.

ETA Oregon Department of Energy's Clean Cities-program er parat til at yde 1 million dollars i finansiering, men lokale embedsmænd siger, at de hylder busprojektet i et par år for at fokusere på andre opgraderinger til rensningsanlægget.
—Dawn Stover

Visionen fanger 90.000 tons urin hver dag fra verdens milliarder svin og genanvender det til plastplader

Planen til Agroplast-formand Jes Thomsen, svinepisse er lige så værdifuld som olie, kul og gas. Et kemikalie, der produceres i en griselever, urinstof, kan genanvendes på forskellige måder, fra afisning af veje og fly til fremstilling af såkaldt bioplast, hvor urinstof kan erstatte petroleum som et bulkmiddel. Senere i sommer begynder det danske firma at indsamle 3.000 liter svinepe om dagen på et forarbejdningsanlæg nær København i et forsøg på at reducere omkostninger og spare ressourcer.
Typisk dumpes svineurin og husdyrgødning i en masse i ildelugtende bassiner og opbevaringstanke, der er sårbare overfyldte og lækager. Dette kan føre til farlige niveauer af luft- og grundvandsforurening. Agroplast-filtreringssystemet opsamler på den anden side urinen så hurtigt, som en gris kan fjerne den, hvilket holder svinepenserne rene og sygdomsfri. I modsætning til traditionelle septiksystemer strømmer affaldet gennem filtre, der renser væsken, mens partikler, farve og lugt fjernes. Ved afslutningen af ​​processen er urinstoffet klar til at blive genanvendt til plast, sæbe eller fugtighedscreme.

Potentielle Uh-Ohs- forskere er uenige om, hvorvidt bioplast er miljømæssigt bedre end oliebaseret plast. Hvis du kaster en plastikplade lavet af svineurin i en deponering, vil den ende med at frigive drivhusgasmetan. Genbrug af bioplastik udgør også problemer, fordi de fleste virksomheder endnu ikke er udstyret til at sortere almindelig plast fra bioplast.

ETA Thomsen forventer, at virksomhedens andet anlæg skal være i Iowa eller North Carolina, hjemsted for nogle af de største svinebedrifter i USA. Med landbrugsarealer og gaspriser til en præmie, ser han for at bygge "svinebyer" - effektive, landbesparende skyskrabere, som ville huse svinene mens de behandlede deres affald til plast og gødning.
—Corey Binns

Visionen Genererer varme og elektricitet til den lille by i Amerika ved hjælp af atomreaktorer i pint-størrelse, der vil køre i 30 år uden tankning, vedligeholdelse eller skadelige dieselgasser

Planen fra Toshiba, et firma, der bedst er kendt i USA for sin forbrugerelektronik, kommer med et forslag til verdens mindste kommercielle atomkraftværk. Ved 10 megawatt er 4S-reaktoren (forkortet til Super Safe, Small og Simple) mindre end syv meter høj og forsegles i et betonhvelv ca. 100 meter under jorden. Nogle har kaldt det et "atombatteri", da det kører uden tankning i hele 30-års levetid.
Nøglen til den håndholdte vedligeholdelsesplan for den foreslåede reaktor er dens kølemiddelsystem. De fleste atomreaktorer i USA bruger vand under tryk som deres kølemiddel, men 4S er afhængig af smeltet natrium. Da natrium er et metal, kan det cykles gennem reaktoren ved hjælp af elektromagnetiske pumper uden bevægelige dele til reparation.

Potentielle Uh-Ohs Af de 400 plus fulde størrelse atomreaktorer, der opererer over hele verden, er kun to natriumkølede. En bekymring er, at natrium kan komme i kontakt med vand, hvilket kan forårsage en eksplosion. Et andet spørgsmål er, om reaktoren kan betjenes sikkert i 30 år uden nogen inspektion eller reparationer. Hvis vedligeholdelse er påkrævet, skal reaktoren graves op og sendes tilbage til fabrikken i Japan.

ETA Toshiba håber at installere den første 4S i Galena, Alaska (pop. 700), inden 2012. Langt fra hovednettet betaler beboerne nu ca. 45 cent per kilowatt for diesel, men 4S kunne reducere disse omkostninger til halvdelen.
Dawn Stover

36 procent rabat på Anker Bluetooth-højttalere og andre gode tilbud, der sker i dag

36 procent rabat på Anker Bluetooth-højttalere og andre gode tilbud, der sker i dag

Nye 3D-trykte "æggestokke" gjorde det muligt for mus at føde levende unge

Nye 3D-trykte "æggestokke" gjorde det muligt for mus at føde levende unge

Denne enhed kan trække vand ud af tynd luft, men ikke så godt, som vi håbede

Denne enhed kan trække vand ud af tynd luft, men ikke så godt, som vi håbede