10 инноваций, которые спасут земные ресурсы от истощения

7 Января 2015 в 11:00, Илья Хель 14 455 просмотров 34

Warka Water

Поскольку численность населения продолжает расти, а ископаемые виды топлива продолжают сокращаться, находить способы производить энергию, еду и чистую воду становится все труднее. Но прогресс в технологиях — иногда простой, иногда головокружительный — открывает новые пути расширять спектр ограниченных ресурсов планеты.

Warka Water

Warka Water

В Эфиопии добыть чистую питьевую воду сложнее всего, если выбирать из всех африканских стран. Женщины и дети из большинства населенных пунктов должны проезжать много часов в день, чтобы собирать воду, которая зачастую весьма грязная и используется для домашнего скота и других животных.

Warka Water — это решение, разработанное двумя итальянскими инженерами. Принцип весьма простой. Специальная башенка задерживает водяной пар из воздуха в процессе конденсации. Каркас 9 метров высотой изготовлен из бамбука и специальной полиэтиленовой ткани, которая собирает капли воды. Он весит около 60 килограммов и может быть собран четырьмя людьми за пару часов без лесов. Каждый столп производит порядка ста литров чистой, свежей воды из воздуха в день безо всяких усилий.

Эфиопское слово «warka» означает дикую смоковницу. Дерево варка символизирует плодородие и щедрость и обычно используется как украшение при проведении общественных мероприятий и школьных занятий.

Warka Water начнут работать в 2015 году в некоторых деревнях по всей стране. Простое и элегантное решение должно решить небольшую часть большой проблемы.

Energy Tower

Energy Tower — это концепт, основанный на том же принципе, что и Solar Updraft Tower, только наоборот. Вместо того чтобы нагревать воздух у земли и заставлять его подниматься, в данном случае план таков: охладить воздух наверху, чтобы он спускался. Для этого ученые льют воду на вершину башни, имитируя дождь. Воздух охлаждается вместе с испарением воды. Поскольку холодный воздух тяжелее теплого, он падает на высокой скорости. Эта сила ветра приводит в движение турбины в основании башни, вырабатывающие электричество.

Такая башня должна быть весьма высокой — 1000 метров в высоту, что почти в три раза выше Эмпайр-стейт-билдинг и на 20% выше, чем самое высокое сооружение в мире на данный момент. Но она будет эффективно работать в жарких сухих местах рядом с источником воды.

Кроме производства чистой энергии, башня также сокращает затраты на опреснение примерно на 50%. Могут очищаться и сточные воды, если рядом будут дома и поселки. Бассейны с морской водой рядом с башней могут вмещать до 160 000 тонн рыбы. Кроме того, влажный холодный воздух при откачке может изменить локальный засушливый климат, что ценно для сельского хозяйства.

Со временем соль или другие материалы могут забить турбины, но, помимо этого, Energy Tower в значительной степени самодостаточна.

Биохолодильник

Обычные бытовые холодильники, даже самые экологичные модели, потребляют порядка 8% электроэнергии, за которую вам выставляют счет. С начала разработки холодильников в 1748 году и с дальнейшими изменениями, внесенными в 1920-е годы, технология охлаждения не особо-то изменилась. Дизайн холодильников, безусловно, разный, но они все работают на химических хладагентах, которые представляют значительную опасность для здоровья при вдыхании.

Тем не менее в 2010 году на конкурсе Electrolux Design Lab молодой русский дизайнер Юрий Дмитриев представил свою идею холодильника будущего. Вместо стандартной коробки, заполненной воздухом, по его проекту пища помещается в биополимерный гель. Гель поглощает тепло из пищи и выводит его как видимый свет.

У такого холодильника нет мотора. До 90% его объема можно использовать в качестве пространства для хранения. Он может выпускаться в разных формах и размерах, и поскольку у него нет ни дверей, ни полок, его можно закрепить даже на потолке, если хочется.

Дизайн Дмитриева пока только концепт, и технологий таких пока нет, но почему бы не пофантазировать на тему того, какими будут холодильники году так к 2050.

Mine Kafon

Более 50 миллионов противопехотных мин прячутся в таких странах, как Ангола, Камбоджа, Афганистан, Ирак и Мозамбик. Люди регулярно теряют конечности или даже жизни из-за этих прячущихся убийц. Обезвреживание даже одной мины обходится в 1200 долларов, и учитывая, что в одной только Анголе больше 20 миллионов потерянных мин, поиск и детонация всех этих мин обойдется минимум в 24 миллиарда долларов.

Масуд Хасани, афганистанский дизайнер и бывший беженец, создал собственное недорогое устройство для детонации мин. Весом в 70 килограммов, оно достаточно тяжелое, чтобы вызвать детонацию мины, но достаточно легкое, чтобы двигаться с помощью одного только ветра. Устройство похоже на одуванчик и движется, как перекати поле. Будучи сделанным из бамбука и биоразлагаемого пластика, Mine Kafon может взорвать три-четыре мины, пока полностью не разрушится. Стоимость одной такой штуки — 40 долларов.

Mine Kafon также обладает встроенной системой GPS-навигации, которая позволяет обнаруживать движение каждого отдельного устройства и показывает, где произошла детонация. Это помогает людям создавать карту безминных районов.

Mine Kafon находится на ранней стадии развития и обладает своими недостатками. Возможно, такое устройство не вызовет детонацию мины, если уже подорвалось несколько раз. Другие проблемы связаны с местностью. Независимо от того, как сильно дует ветер, он не сможет подтолкнуть Mine Kafon вверх по склону, вытолкнуть из канавы или провести через лесистый район.

Хасани знает об этих проблемах и утверждает, что будущие поколения устройств будут оснащены электродвигателями, которые повысят их мобильность, и металлодетекторами, которые будут наносить на карту каждый металлический объект, если детонация не произойдет. Хотя устройство не идеально, это шаг в верном направлении.

Аэрогель

Аэрогель

Аэрогель — это твердый материал, изготовленный из силикагеля в процессе удаления всей жидкости, но сохранения оригинальной молекулярной структуры. Он на 99,98% состоит из воздуха, что делает аэрогель чрезвычайно легким и хрупким. Он может выдержать вес, в 4000 раз превышающий собственный, но его легко сломать, просто согнув.

В настоящее время аэрогель используется в области космический науки и освоения космоса, для сбора кометной пыли и изоляции корабля. В настоящее время ученые пытаются выяснить, как сделать этот материал устойчивым к внешним силами, чтобы появилась возможность чаще применять аэрогели на практике.

Известный также как «замороженный дым», аэрогель может серьезно сократить расходы на отопление. Поскольку он состоит по большей части из воздуха, а воздух является хорошим изолятором, этот материал на основе кремния может хранить тепло наших домов.

Сойлент

Хорошую еду долго готовить, а еда, к которой мы привыкли, обычно содержит тонны жира и пустых калорий. Поэтому, если у вас нет свободного времени для здорового питания или личного повара, вы наверняка кушаете весьма плохо. Группа молодых американских предпринимателей решила эту проблему, заменив обычную твердую еду готовой смесью всех минеральных и питательных веществ, необходимых организму.

Порошок Soylent, названный в честь подобного продукта из научной фантастики, превращается в напиток, эквивалентный идеальной еде. Сотни людей жили на одном «сойленте» в течение месяцев и чувствовали себя лучше, чем когда-либо.

Продукт довольно дешев в производстве и его легко продавать. По состоянию на 2014 год он продается по 3 доллара за порцию и его основную целевую аудиторию составляют занятые люди в промышленно развитых странах. Хороший и недорогой способ утолить мировой голод.

Биолюминесценция

Биолюминесценция

Ученые работают над тем, чтобы передать способности живых существ вроде медуз и светлячков растениям, пытаясь создать деревья, которые светятся в темноте. Смысл этого эксперимента, помимо его красоты, в том, чтобы заменить уличные фонари в городах. Огромные деньги и большое количество топлива каждый вечер расходуется на уличное освещение, а самоподдерживающийся естественный свет позволит существенно сэкономить на этом.

В Нью-Йоркском университете пытаются соединить гены биолюминесцентных бактерий с хлоропластами растений, которые поглощают энергию солнечного света. Пока удалось заставить светиться только небольшие комнатные растения. В больших масштабах этот же процесс позволит на самом деле создать деревья, которые заменят уличные фонари.

Реактор на бегущей волне

Ядерная энергия — один из самых эффективных способов решения проблемы выброса углекислого газа. Несмотря на несколько катастроф (Чернобыль в 1986 и Фукусима в 2011), которые вызвали неодобрение масс, ядерная энергия в целом намного безопасней и чище, чем другие повсеместно принятые альтернативы.

Кроме того, хотя ядерная энергетика и не потребляет ископаемое топливо, у нее есть свои проблемы с ресурсами. Она использует относительно редкий изотоп урана, уран-235. Обедненный уран-238 является побочным продуктом ядерного распада и относится к отходам, пригодным только для захоронения и использования в оружейном деле.

Компания TerraPower разрабатывает новый тип реактора, который работает на обедненном уране, то есть использует 99% урана, который в виде отходов разбросан повсюду. В настоящее время в мире находится больше миллиона тонн этого материала. Если использовать его в реакторе на бегущей волне, мир будет обеспечен энергией на следующие 700 лет. А благодаря конструкции реактора, типу урана и прочим деталям, разработчики уверяют, что шанс аварии практически нулевой.

Этот тип реактора рассматривался десятилетиями, но только недавно разработка в этой сфере привлекла внимание серьезных фигур, к примеру, Билла Гейтса.

Солнечные плиты

Солнечные плиты (или варочные поверхности) — это недорогой и экологически чистый тип устройств, способных концентрировать солнечные лучи на одном месте с помощью зеркал или отражающих металлов. Пища будет готовиться всего на 10-15% дольше по времени, если сравнивать с обычной духовкой, но зато совершенно без топлива.

В развивающихся странах, где у многих людей нет доступа даже к базовым удобствам для комфортной жизни, такие самоподдерживающиеся печи будут на вес золота. Говорят также, что такая плита весит совсем немного и даже маленький ребенок сможет с ней управляться.

Колеблющиеся платформы

Платформы

Основная проблема возобновляемых источников энергии, таких как ветряные турбины и солнечные панели, заключается в том, что они требуют огромного пространства, чтобы добывать достаточно электричества. Также они влияют на естественную красоту пейзажа. Несколько ветряных турбин на зеленом поле с заснеженными горами на заднем фоне выглядят вполне симпатично, но сотни и тысячи, упакованные в тесный квадрат, создают настоящее бельмо на глазу. Как решить эту проблему? Например, разместить ветряки на плавающих платформах подальше от берега.

В 2014 году, в рамках дизайнерского конкурса Land Art Generatir Initiative, художник Феликс Чонг представил собственное решение этого вопроса. Колеблющиеся платформы (Oscillating Platforms) плавают по морю и используют силу ветра с помощью своих парусов. Также они поглощают энергию приливов и отливов и вырабатывают энергию даже из движений людей, которые ходят наверху.

По материалам listverse.com

10 инноваций, которые спасут земные ресурсы от истощения

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

34 комментария

  1. voronko-denis

    Мины то причем? Это к ресурсам не относится. Просто еще одно рационализаторское предложения по утилизации военной жизнидеятельности. И как то сомнительно по поводу качения (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

    • Hell-Fire

      Дёшего, легко производить т.к. в основе бамбук, освобождаются пространства для выращивания ресурсов.

      Но скорее всего просто классная штука, которую хотелось сюда запихнуть. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Hell-Fire

      А может сокращается потребление бюджета с 1200 до 100 баксов (отправлено из приложения Hi-News.ru)

    • Newman7pda

      Допустим нефть - это черное золото. Одному арабу потребовалось выкачать и продать 300млн. баррелей, чтобы обезвредить минное поле, а другому 20 млн. баррелей. Вот тебе и сохранение энергоресурсов. Все, что сэкономил, значит сохранил.

  2. coolwolf0

    С башней, охлаждающей воздух, это какая-то запредельная журналистская чушь: не могли ученые заложить в конструкцию подъем наверх воды для получения энергии из опускающегося воздуха. Вот положа руку на сердце сами подумайте, что является тут источником энергии? Закачанная на офигенную высоту вода? А откуда энергия берется для этого? Строим вечный двигатель?
    Про холодильник - бред из разряда "если бы, да кабы". Таких идей можно набросать кучи: это как выстрелить, а потом нарисовать мишень.
    Ядерный реактор без аварий? Всё равно остается опасность повреждения извне и заражения местности радиоактивными компонентами.

    • Earl

      Если уж на то пошло, то тут все "инновации" из разряда желтой прессы, разве что аэрогель действительно можно использовать как и изолятор, но и только. Про Warka Tower лет 5-7 назад уже читал, что-то до сих пор на стадии проекта. Сойлент, так вообще очередная сухая смесь якобы содержащая все необходимое для питания организма. Так что можно сказать, что это посути 10 проектов разводов на деньги.

      • coolwolf0

        Ну биолюминисценция и солнечные плиты - вполне применимые вещи в определенных климатических зонах. А остальное - ну никак не решения, а скорее бесплодные фантазии.

    • Hell-Fire

      Я, конечноне физик, но если подумать, в тёплых или жарких странах поставить эту башню, а на верх загонять не количество воды для того, чтоб дождб создать, а для повфшения влажности воздуха, чтоб воздух просто быстро остывал, то по моему не очень много её нужно (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • coolwolf0

        Не надо быть физиком, чтобы знать о законе сохранения энергии. Если кто-то затевает проект как "вырабатывающий энергию", хотелось бы знать, где тут происходит добыча этой самой энергии, из чего? Дело не в количестве, а в принципе. И зачем что-то распылять на офигенной высоте, если вода уже имеется, это что - обряд какой-то?
        PS: Неужели всё так запущено и сейчас в школах вместо законов сохранения учат закон божий?

        • Hell-Fire

          Сюдя по тому,что вы пишите вы не поняли принципа работы. Строится полая башня, сверху башни подают воды(распыляют частицы) для повышения влажности воздуха, из-за высокой влажности на большой высоте в разы быстрее остывает воздух, он направляется вниз, и крутит турбину. Есть похожая система, только работает в обратную сторону. Нагревается низ башни от отражённого света от зеркал и воздух нагреваясь поднимается, но такая башня менее эффективна и из-за большого количества отражателей на земле занимает большую площадь. Холодный воздух быстрее опускается, чем тёплый поднимается.
          Что может быть непонятного в том, что написано в статье? По моему там всё доступно. Но остаётся вопрос, какова стоимость такого сооружения.

          P.S. для того, чтоб расчитать такое школьной программы явно не достаточно, если Вам кажется, что достаточно, то это вам только кажется. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

          • coolwolf0

            "пишите" - это повелительное наклонение, а "рассчитать" пишется с двумя "с"; про запятые молчу. ;-) У меня по русскому никогда не было отличных оценок, поэтому вернемся к физике и экономике.
            Опускающийся остуженный воздух - это конвекция, то есть энергия получается из разницы температур. При этом закачка воды на такие высоты - очень дорогое удовольствие. Не проще ли использовать конвекцию в натуральном виде, то есть ловить восходящие потоки воздуха безо всякой стимуляции? Ведь экономически даже ветряные электростанции не сильно рентабельны, а что уж говорить о сооружении выше всех имеющихся зданий?

            • Hell-Fire

              Придрался к буковкам, молодец. Тут не в конвекции, по сути, дело. Тут энергия ветра, только не горизонтальное движение воздуха, а вертикальное. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

              • coolwolf0

                Я из того поколения, которое в школе и ВУЗе до Гугла училось, поэтому что такое конвекция имею представление даже без Википедии. Вертикального ветра не бывает - это движение воздуха как раз называется конвекцией. И энергия тут получается из разницы температур между холодным воздухом и нагретой земной поверхностью. По сути, экономическая целесообразность такого сооружения мягко говоря сомнительна.

                • tchin

                  С того момента многое поменялось, а объем знаний увеличился. Советую обновить данные.

                  • coolwolf0

                    По сути, в чем я не прав? Где источник энергии? Что за "вертикальный ветер" и чем он отличается от конвекции? Является ли экономически целесообразным сооружение высотой выше любого ныне существующего небоскреба, при том, что его надо не только обслуживать, но и закачивать на нев**бенную высоту воду?

  3. kaeban222

    Пол часа назад шел с работы и думал: Как же не охота сейчас готовить еду! Вот бы кто-то придумал порошок который нужно просто залить водой, соком или молоком, выпить и чтобы он давал организму все что нужно. Пришел, смотрю новости, а тут он! Порошок моей мечты)

  4. comer528

    А если серьезно то первая идея мне очень понравилась главное что думают о самых бедных слоях населения хотят им помочь! (отправлено из Android приложения Hi-News.ru)

  5. storm X

    Те, кто смотрел Сойлент (1973), помнят, из чего в итоге эти зеленые пластинки производились. Ближайший аналог - Сквозь Снег, (2013) про зимний поезд (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  6. Atey

    Про Сойлент писали в журнале Наука в фокусе за сентябрь 2014.

  7. rafflec

    Помещаем под толщу воды на расчётную глубину нано-сетку, которая пропускает только молекулы водорода. Потом собираем этот водород, сжигаем и получаем на выходе энергию и воду.
    P. S. Энергия разрыва связи HO—H в молекуле воды, т. е. тепловой эффект реакции H2O = HO + H равен 495 кдж/моль.

    • coolwolf0

      Как нано-сетка будет разрывать молекулы? Именем Российской Федерации? Или постановлением Басманного суда? Что за нелепые фантазии? И что это за таинственная (сакральная?) расчетная глубина? Она как-то гарантирует нарушение законов природы?

      • rafflec

        на глубине 100 метров вода давление на нано-сетку составит 10 атмосфер, на глубине 200 метров давление будет 20 атмосфер. нано-сетка устроена таким образом, что через ячейку проходят только молекулы водорода, вода давит сверху, водород выделяется, сетка на нужной глубине 700??? метров.
        или https://fotki.yandex.ru/next/users/raf1184/album/147644/view/660048

        • coolwolf0

          Не смешно. Это проект из разряда "давайте сделаем из ентой хванеры ероплан и улетим к **** матери". Энергия для разъединения атомов в молекуле ниоткуда не берется. Если эта энергия получается за счет разницы давления, то давление в нижнем слое еще больше. С какого перепуга молекулы начнут разделяться? Может быть надо какой-то "пылесос" поставить, чтобы принудительно разделять молекулы на атомы? Но кто будет этот "пылесос" питать энергией?

          • rafflec

            вот верно энергия котарая будет выделятся при сгорании полученого водорода должна быть рентабельной, покрывать затраты на выделение водорода. Сделать НАНО-СЕТКУ которая отсеивала водород из воды процесс наукоёмкий, затратный и работа эта мелкая, но в конечном итоге киловатт будет стоить один цент, это будет рост.

            • coolwolf0

              Я вижу, что ответы на мои вопросы надо публиковать в научных сообществах. В разделе "юмор". Или "черный юмор".

          • tchin

            Уважаемый, как приближенный к химии скажу, что вода, особенно морская и полная ионов растворенных солей, очень часто самопроизвольно диссоциирует под воздействием этих самых ионов. Т.е. вытащить ионы водорода - не проблема в теории. Проблема, как потом из ионов (по сути протонов) сделать молекулы водорода.

            • coolwolf0

              Как приближенный к химии, Вы должны знать, что реакции бывают потребляющие и выделяющие энергию. Что в данном случае будет источником энергии?

  8. Oplya

    Согласен. Фигня получается с закачкой воды на 1000 метров, только для того чтоб гнать восходящие потоки вниз. А бассейны на 160 000 тонн рыбы, и то что труба влажность в округе повышает вообще ни в какие ворота.

  9. Oplya

    Дерево водонос, печка, и миносборщик - интересно.
    Освещение деревьями было бы замечательно. 5+

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.