- Для вирішення проблеми обмеженості викопних видів палива дослідники в усьому світі працюють над створенням...
- Водорості опалюють будинки
- «Лежачі поліцейські» висвітлюють вулиці
- Більше, ніж просто футбол
- Прихована енергія вулканів
- Енергія з тепла людини
- Кроки по «розумної» тротуарній плитці
- Велосипед, що заряджає смартфони
- Користь від стічних вод
- «Паперова» енергія
Для вирішення проблеми обмеженості викопних видів палива дослідники в усьому світі працюють над створенням і впровадженням в експлуатацію альтернативних джерел енергії. І мова йде не тільки про всім відомих вітряки та сонячні батареї. На зміну газу і нафти може прийти енергія від водоростей, вулканів і людських кроків. Recycle вибрав десять найцікавіших і екологічно чистих енерго- джерел майбутнього. 
Джоули з турнікетів
Тисячі людей щодня проходять через турнікети при вході на залізничні станції. Відразу в декількох дослідницьких центрах світу з'явилася ідея використовувати потік людей в якості інноваційного генератора енергії. Японська компанія East Japan Railway Company вирішила оснастити кожен турнікет на залізничних станціях генераторами. Установка працює на вокзалі в токійському районі Сібуя: в підлогу під турнікетами вбудовані п'єзоелементи, які виробляють електрику від тиску і вібрації, яку вони отримують, коли люди наступають на них.
Інша технологія «енерго-турнікетів» вже використовується в Китаї і в Нідерландах. У цих країнах інженери вирішили використовувати не ефект натискання на п'єзоелементи, а ефект штовхання ручок турнікета або дверей-турнікетів. Концепція голландської компанії Boon Edam передбачає заміну стандартних дверцят при вході в торгові центри (які зазвичай працюють за системою фотоелемента і самі починають крутитися) на двері, які відвідувач повинен штовхати і таким чином виробляти електроенергію.
У голландському центрі Natuurcafe La Port такі двері-генератори вже з'явилися. Кожна з них виробляє близько 4600 кіловат-годину енергії в рік, що на перший погляд може здатися незначним, але служить непоганим прикладом альтернативної технології з вироблення електрики.
Водорості опалюють будинки
водорості стали розглядатися в якості альтернативного джерела енергії відносно недавно, але технологія, на думку експертів, дуже перспективна. Досить сказати, що з 1 гектара площі водної поверхні, зайнятої водоростями, в рік можна отримувати 150 тисяч кубометрів біогазу. Це приблизно дорівнює обсягу газу, який видає невелика свердловина, і досить для життєдіяльності невеликого селища.
Зелені водорості прості в утриманні, швидко ростуть і представлені безліччю видів, які використовують енергію сонячного світла для здійснення фотосинтезу. Всю біомасу, будь то цукру або жири, можна перетворити в біопаливо, найчастіше в біоетанол і біодизель. Водорості - ідеальне еко-паливо, тому що ростуть у водному середовищі і не вимагають земельних ресурсів, мають високу продуктивністю і не завдають шкоди навколишньому середовищу.
За оцінками економістів, до 2018 року глобальний оборот від переробки біомаси морських мікроводоростей може скласти близько 100 млрд доларів. Вже існують реалізовані проекти на «водоростевому» паливі - наприклад, 15-квартирний будинок в німецькому Гамбурзі. Фасади будинку покриті 129 акваріумами з водоростями, які є єдиним джерелом енергії для опалення та кондиціювання будівлі, що отримав назву Bio Intelligent Quotient (BIQ) House.
«Лежачі поліцейські» висвітлюють вулиці
концепцію вироблення електроенергії за допомогою так званих «лежачих поліцейських» почали реалізовувати спочатку у Великобританії, потім в Бахрейні, а скоро технологія дійде і до Росії. Все почалося з того, що британський винахідник Пітер Хьюс створив «генерує дорожню рампу» (Electro-Kinetic Road Ramp) для автомобільних доріг. Рампа є дві металеві пластини, трохи піднімаються над дорогою. Під пластинами закладений електричний генератор, який виробляє напругу щоразу, коли автомобіль проїжджає через рампу.
Залежно від ваги машини рампа може виробляти від 5 до 50 кіловат протягом часу, поки автомобіль проїжджає рампу. Такі рампи в якості акумуляторів здатні живити електрикою світлофори і підсвічуються дорожні знаки. У Великобританії технологія працює вже в декількох містах. Спосіб почав поширюватися і на інші країни - наприклад, на маленький Бахрейн.
Найдивовижніше, що щось подібне можна буде побачити і в Росії. Студент з Тюмені Альберт Бранд запропонував таке ж рішення по вуличному освітленню на форумі «ВУЗПромЕкспо». За підрахунками розробника, в день по «лежачим поліцейським» в його місті проїжджає від 1000 до 1500 машин. За один «наїзд» автомобіля по обладнаному електрогенеретором «лежачому поліцейському» буде вироблятися близько 20 ват електроенергії, що не завдає шкоди навколишньому середовищу.
Більше, ніж просто футбол
Розроблений групою випускників Гарварду, засновників компанії Uncharted Play, м'яч Soccket може за півгодини гри в футбол згенерувати електроенергію, якої буде достатньо, щоб кілька годин підживлювати LED-лампу. Soccket називають екологічно чистою альтернативою небезпечним джерел енергії, які нерідко використовуються жителями малорозвинених країн.
Принцип акумулювання енергії м'ячем Soccket досить простий: кінетична енергія, утворена від удару по м'ячу, передається крихітному механізму, схожому на маятник, який приводить в рух генератор. Генератор виробляє електроенергію, яка накопичується в акумуляторі. Збережена енергія може бути використана для живлення будь-якого невеликого електроприладу - наприклад, настільної лампи з світлодіодом.
Вихідна потужність Soccket становить шість ват. Генерує енергію м'яч вже завоював визнання світової спільноти: отримав безліч нагород, був високо оцінений організацією Clinton Global Initiative, а також отримав схвальні відгуки на відомій конференції TED.
Прихована енергія вулканів
Одна з головних розробок в освоєнні вулканічної енергії належить американським дослідникам з компаній-ініціаторів AltaRock Energy і Davenport Newberry Holdings. «Піддослідним» став сплячий вулкан в штаті Орегон. Солона вода закачується глибоко в гірські породи, температура яких завдяки розпаду наявних в корі планети радіоактивних елементів і найгарячішою мантії Землі дуже висока. При нагріванні вода перетворюється в пар, який подається в турбіну, що виробляє електроенергію.
На даний момент існують лише дві невеликі діючі електростанції подібного типу - у Франції і в Німеччині. Якщо американська технологія запрацює, то, за оцінкою Геологічної служби США, геотермальна енергія потенційно здатна забезпечити 50% необхідного країні електрики (сьогодні її внесок становить лише 0,3%).
Інший спосіб використання вулканів для отримання енергії запропонували в 2009 році ісландські дослідники. Поруч з вулканічними надрами вони виявили підземний резервуар води з аномально високою температурою. Супер-гаряча вода знаходиться десь на кордоні між рідиною і газом і існує тільки при певних температурі і тиску.
Вчені могли генерувати щось подібне в лабораторії, але виявилося, що така вода зустрічається і в природі - в надрах землі. Вважається, що з води «критичної температури» можна витягти в десять разів більше енергії, ніж з води, доведеної до кипіння класичним чином.
Енергія з тепла людини
принцип термоелектричних генераторів , Що працюють на різниці температур, відомий давно. Але лише кілька років тому технології стали дозволяти використовувати як джерело енергії тепло людського тіла. Група дослідників з Корейського провідного науково-технічного інституту (KAIST) розробила генератор, вбудований в гнучку скляну пластинку.
Т акой гаджет дозволить фітнес-браслетів підзаряджатися від тепла людської руки - наприклад, в процесі бігу, коли тіло сильно нагрівається і контрастує з температурою навколишнього середовища. Корейська генератор розміром 10 на 10 сантиметрів може виробляти близько 40 міліват енергії при температурі шкіри в 31 градус Цельсія.
Схожу технологію взяла за основу молода Енн Макосінскі, що придумала ліхтарик, заряджається від різниці температур повітря і людського тіла. Ефект пояснюється використанням чотирьох елементів Пельтьє: їх особливістю є здатність виробляти електрику при нагріванні з одного боку і охолодженні з іншого боку.
В результаті ліхтарик Енн виробляє досить яскраве світло, але не вимагає батарей-акуумуляторов. Для його роботи необхідна лише температурна різниця всього в п'ять градусів між ступенем нагрівання долоні людини і температурою в кімнаті.
Кроки по «розумної» тротуарній плитці
На будь-яку точку одній із жвавих вулиць доводиться до 50000 кроків у день. ідея використовувати пішохідний потік для корисного перетворення кроків в енергію була реалізована в продукті, розробленому Лоуренсом Кемболл-Куком, директором британської Pavegen Systems Ltd. Інженер створив тротуарну плитку, яка генерує електроенергію з кінетичної енергії гуляють пішоходів.
Пристрій в інноваційній плитці зроблено з гнучкого водонепроникного матеріалу, який при натисканні прогинається приблизно на п'ять міліметрів. Це, в свою чергу, створює енергію, яку механізм перетворює в електрику. Накопичені вати або зберігаються в літієвому полімерному акумуляторі, або відразу йдуть на висвітлення автобусних зупинок, вітрин магазинів і вивісок.
Сама плитка Pavegen вважається абсолютно екологічно чистою: її корпус виготовлений з нержавіючої сталі спеціального сорту і переробленого полімеру з низьким вмістом вуглецю. Верхня поверхня виготовлена з використаних шин, завдяки цьому плитка володіє міцністю і високою стійкістю до стирання.
Під час проведення літньої Олімпіади в Лондоні в 2012 році плитку встановили на багатьох туристичних вулицях. За два тижні вдалося отримати 20 мільйонів джоулів енергії. Цього з надлишком вистачило для роботи вуличного освітлення британської столиці.
Велосипед, що заряджає смартфони
Щоб зарядити плеєр, телефон або планшет, необов'язково мати під рукою розетку. Іноді достатньо лише покрутити педалі. Так, американська компанія Cycle Atom випустила в світ пристрій, що дозволяє заряджати зовнішній акумулятор під час їзди на велосипеді і згодом заряджати мобільні пристрої.
Продукт, названий Siva Cycle Atom, являє собою легкий велосипедний генератор з літієвим акумулятором, призначеним для харчування практично будь-яких мобільних пристроїв, що мають порт USB. Такий міні-генератор може бути встановлений на більшості звичайних велосипедних рам протягом лічених хвилин. Сам акумулятор легко знімається для подальшої підзарядки гаджетів. Користувач займається спортом і крутить педалі - а через пару годин його смартфон вже заряджений на 100 поцентов.
Компанія Nokia в свою чергу теж представила широкій публіці гаджет, що приєднується до велосипеда і дозволяє переводити крутіння педалей в спосіб получегія екологічно безпечної енергії. Комплект Nokia Bicycle Charger Kit має динамо-машину, невеликий електричний генератор, який використовує енергію від обертання коліс велосипеда і заряджає їй телефон через стандартний двоміліметровий роз'єм, поширений в більшості телефонів Nokia.
Користь від стічних вод
Будь-який великий місто щодня скидає в відкриті водойми гігантську кількість стічних вод , Що забруднюють екосистему. Здавалося б, отруєна нечистотами вода вже нікому не може стати в нагоді, але це не так - вчені відкрили спосіб створювати на її основі паливні елементи.
Одним з піонерів ідеї став професор Університету штату Пенсільванія Брюс Логан. Загальна концепція досить складна для понманія неспеціаліста і побудована на двох стовпах - застосуванні бактеріальних паливних осередків та встановлення так званого зворотного електродіаліз. Бактерії окислюють органічна речовина в стічних водах і виробляють в даному процесі електрони, створюючи електричний струм.
Для виробництва електрики може використовуватися майже будь-який тип органічного відхідного матеріалу - не тільки стічні води, а й відходи тваринництва, а також побічні продукти виробництв в виноробстві, пивоварінні та молочної промисловості. Що стосується зворотного електродіаліз, то тут працюють електрогенератори, розділені мембранами на осередки і извлекающие енергію з різниці в солоності двох змішуються потоків рідини.
«Паперова» енергія
Японський виробник електроніки Sony розробив і представив на Токійській виставці екологічно чистих продуктів біо-генератор, здатний виробляти електроенергію з дрібно нарізаною папери. Суть процесу полягає в наступному: для виділення целюлози (це довгий ланцюг цукру глюкози, яка знаходиться в зелених рослинах) необхідний гофрований картон.
Ланцюг розривається за допомогою ферментів, а що утворилася від цього глюкоза піддається обробці іншою групою ферментів, за допомогою яких вивільняються іони водню і вільні електрони. Електрони прямують через зовнішню ланцюг для вироблення електроенергії. Передбачається, що подібна установка в ході переробки одного аркуша паперу розміром 210 на 297 мм може виробити близько 18 Вт в годину (приблизно стільки ж енергії виробляють 6 батарейок AA).
Метод є екологічно чистим: важливою перевагою такої «батарейки» є відсутність металів і шкідливих хімічних сполук. Хоча на даний момент технологія ще далека від комерціалізації: електрики виробляється досить мало - його вистачає лише на харчування невеликих портативних гаджетів.