Top 10 kehittyvää ympäristöteknologiaa
Tuhlaava energiapolitiikka, luonnonvarojen liikakäyttö, vesivarojen niukkuus, maailmanlaajuinen ilmastonmuutos ja metsien hävittäminen ovat vain muutamia niistä ongelmista, joihin asiantuntijoiden mukaan on puututtava, jotta ihmiset voivat saavuttaa kestävän elämän tällä planeetalla. Vuoteen 2025 mennessä 2,9 miljardia ihmistä lisää kiristyviä vesivarastoja, ja YK:n mukaan maailman energiantarve kasvaa 60 prosenttia vuoteen 2030 mennessä. LiveScience tarkastelee 10 teknologiaa – jotkut vanhoja, jotkut uusia, jotkut hieman erikoisia – jotka voivat auttaa tekemään tulevaisuudesta hieman valoisamman.
Tehdä öljyä melkein mistä tahansa
Kaikki hiilipohjaiset jätteet kalkkunan sisälmyksistä käytettyihin renkaisiin voidaan riittävällä lämmöllä ja paineella muuttaa öljyksi prosessilla, jota kutsutaan termodepolymerisaatioksi, Tämä on hyvin samankaltaista kuin se, miten luonto tuottaa öljyä, mutta tämän tekniikan avulla prosessia nopeutetaan miljoonilla vuosimiljoonilla, jotta saadaan aikaan sama sivutuote. Tämän teknologian kannattajat väittävät, että tonnista kalkkunajätettä voidaan yskiä noin 600 kiloa öljyä.
Poista suola
Yhdistyneiden kansakuntien mukaan vesihuollon niukkuus koskettaa miljardeja ihmisiä tämän vuosisadan puoliväliin mennessä. Suolanpoisto, eli periaatteessa suolan ja mineraalien poistaminen merivedestä, on yksi keino tuottaa juomakelpoista vettä niihin osiin maailmaa, joissa vesivarannot ovat rajalliset. Tämän tekniikan ongelmana on, että se on kallista ja kuluttaa paljon energiaa. Tutkijat pyrkivät parempiin prosesseihin, joissa edullisilla polttoaineilla voidaan lämmittää ja haihduttaa vesi ennen kuin se johdetaan kalvojen läpi, joissa on mikroskooppisen pieniä huokosia tehokkuuden lisäämiseksi.
H-virta
Vetypolttokennojen käyttöä on mainostettu saasteettomana vaihtoehtona fossiilisten polttoaineiden käytölle. Niissä valmistetaan vettä yhdistämällä vetyä ja happea. Prosessissa ne tuottavat sähköä. Polttokennojen ongelmana on vedyn saaminen. Molekyylejä, kuten vettä ja alkoholia, on käsiteltävä, jotta polttokennoon syötettävä vety saadaan talteen. Jotkin näistä prosesseista edellyttävät muiden energialähteiden käyttöä, jolloin tämän ”puhtaan” polttoaineen edut menevät hukkaan. Viime aikoina tutkijat ovat keksineet keinoja, joilla kannettavia tietokoneita ja pienlaitteita voidaan käyttää polttokennojen avulla, ja eräät autoyhtiöt lupaavat, että pian näemme autoja, jotka tuottavat pelkkää puhdasta vettä. Kaikki asiantuntijat eivät kuitenkaan ole yhtä mieltä siitä, että lupaus ”vetytaloudesta” koskaan toteutuisi. Kuvassa Chevy Equinoxin polttokenno, joka toimii vedyllä ja päästää vain vettä.
Sunny New Ideas
Auringon energia, joka osuu Maahan fotoneina, voidaan muuntaa sähköksi tai lämmöksi. Aurinkokeräimiä on monenlaisia, ja energiayhtiöt ja yksittäiset asunnonomistajat käyttävät niitä jo menestyksekkäästi. Kaksi yleisesti tunnettua aurinkokeräintyyppiä ovat aurinkokennot ja aurinkolämpökeräimet. Tutkijat pyrkivät kuitenkin parantamaan energian muuntamisen tehokkuutta keskittämällä aurinkoenergiaa käyttämällä peilejä ja parabolisia lautasia. Osa aurinkoenergian käytön haasteista liittyy hallitusten motivaatioon ja kannustimiin. Tammikuussa Kalifornian osavaltio hyväksyi kattavan ohjelman, joka tarjoaa kannustimia aurinkoenergian kehittämiseen. Arizonassa taas on runsaasti auringonpaistetta, mutta se ei ole asettanut aurinkoenergiaa etusijalle. Itse asiassa joissakin kaavoitetuissa yhteisöissä sitä suorastaan estetään tiukoilla esteettisillä säännöillä.
Ocean lämpöenergian muuntaminen
Maailman suurin aurinkokeräin on valtamerten massa. Yhdysvaltain energiaministeriön mukaan valtameret imevät auringosta niin paljon lämpöä, että se vastaa 250 miljardin öljytynnyrin sisältämää lämpöenergiaa joka päivä. Yhdysvallat kuluttaa noin 7,5 miljardia tynnyriä vuodessa. OTEC-teknologiat muuttavat valtamerten sisältämän lämpöenergian ja muuttavat sen sähköksi hyödyntämällä lämmenneen veden pinnan ja kylmän merenpohjan välistä lämpötilaeroa. Tämän lämpötilaeron avulla voidaan käyttää turbiineja, jotka voivat pyörittää generaattoreita. Tämän tekniikan suurin puute on, että se ei ole vielä tarpeeksi tehokas, jotta sitä voitaisiin käyttää merkittävänä mekanismina sähköntuotannossa.
Aaltojen ja vuoroveden hyödyntäminen
Meret kattavat yli 70 prosenttia maapallon pinnasta. Aallot sisältävät runsaasti energiaa, joka voitaisiin ohjata turbiineihin, jotka voivat sitten muuttaa tämän mekaanisen energian sähköksi. Tämän energialähteen hyödyntämisen esteenä on ollut sen valjastamisen vaikeus. Joskus aallot ovat liian pieniä tuottaakseen riittävästi energiaa. Temppu on pystyä varastoimaan energiaa, kun mekaanista voimaa syntyy riittävästi. New Yorkin East River on nyt tulossa testialustaksi kuudelle vuorovesivoimalla toimivalle turbiinille, ja Portugalin uudessa hankkeessa luotetaan aaltoihin, ja sen odotetaan tuottavan tarpeeksi sähköä yli 1 500 kodille. Tässä kuvassa Wavebob, poijujärjestelmä, joka kykenee keräämään merivoimaa merellä olevien aaltojen muodossa.
Kasvata katto
On ihme, ettei tämä Babylonin riippuviin puutarhoihin, yhteen maailman seitsemästä ihmeestä, liitetty konsepti levinnyt nykymaailmaan aikaisemmin. Legendan mukaan Babylonin kuninkaallisen palatsin katot, parvekkeet ja terassit muutettiin puutarhoiksi kuninkaan käskystä erään vaimonsa piristämiseksi. Kattopuutarhat auttavat sitomaan lämpöä, vähentävät hiilidioksidipäästöjä sitomalla hiilidioksidia ja luovuttamalla happea, imevät hulevesiä ja vähentävät ilmastointilaitteiden kesäkäyttöä. Viime kädessä tekniikka voisi vähentää ”lämpösaareke”-ilmiötä, jota esiintyy kaupunkikeskuksissa. Myös perhoset ja laululinnut voisivat alkaa vierailla kaupunkipuutarhojen katoilla, ja kuninkaan vaimon tavoin ne voisivat jopa piristää rakennuksen asukkaita. Tässä viherkattoa testataan Chicagon kaupungintalolla.
Kasvit ja mikrobit siivoavat perässämme
Bioremedia käyttää mikrobeja ja kasveja saastumisen puhdistamiseen. Esimerkkeinä voidaan mainita saastuneen veden nitraattien puhdistaminen mikrobien avulla ja kasvien käyttäminen arseenin ottamiseen saastuneesta maaperästä (kuten yllä olevassa kuvassa oleva Arabidopsis) prosessissa, joka tunnetaan nimellä fytoremediaatio. Yhdysvaltain ympäristönsuojeluvirasto on käyttänyt sitä useiden alueiden puhdistamiseen. Usein kohteiden puhdistamisessa voidaan käyttää alkuperäisiä kasvilajeja, jotka ovat edullisia, koska useimmissa tapauksissa ne eivät vaadi torjunta-aineita tai kastelua. Toisissa tapauksissa tutkijat yrittävät muokata kasveja geneettisesti niin, että ne ottavat saasteita juuriinsa ja kuljettavat ne aina lehtiin asti, jolloin ne on helppo korjata.
Bury The Bad Stuff
Hiilidioksidi on merkittävin ilmaston lämpenemistä aiheuttava kasvihuonekaasu. Energy Information Administrationin mukaan vuoteen 2030 mennessä päästämme lähes 8 000 miljoonaa tonnia hiilidioksidia. Joidenkin asiantuntijoiden mukaan hiilidioksidipäästöjen hillitseminen ilmakehään on mahdotonta, ja meidän on vain löydettävä keinoja kaasun hävittämiseksi. Yksi ehdotettu menetelmä on ruiskuttaa se maahan ennen kuin se pääsee ilmakehään. Kun hiilidioksidi on erotettu muista päästökaasuista, se voidaan haudata hylättyihin öljylähteisiin, suolavesisäiliöihin ja kallioihin. Vaikka tämä kuulostaa hyvältä, tutkijat eivät ole varmoja siitä, pysyykö ruiskutettu kaasu maan alla ja mitkä ovat pitkän aikavälin vaikutukset, ja erottamisen ja hautaamisen kustannukset ovat vielä aivan liian korkeat, jotta tätä tekniikkaa voitaisiin pitää käytännöllisenä lyhyen aikavälin ratkaisuna.
Paperin tekeminen tarpeettomaksi
Kuvittele, että käpertyisit sohvaan aamuisen sanomalehden pariin ja lukisit samalla paperiarkilla suosikkikirjoittajiesi uusimman romaanin. Tämä on yksi elektronisen paperin mahdollisuus, joustava näyttö, joka näyttää hyvin paljon oikealta paperilta, mutta jota voi käyttää uudelleen ja uudelleen. Näyttö sisältää monia pieniä mikrokapseleita, jotka on täytetty sähkövarauksia kantavilla hiukkasilla, jotka on sidottu teräskalvoon. Jokaisessa mikrokapselissa on valkoisia ja mustia hiukkasia, joihin liittyy joko positiivinen tai negatiivinen varaus. Riippuen siitä, kumpaa varausta käytetään, mustat tai valkoiset hiukkaset nousevat pintaan ja näyttävät erilaisia kuvioita. Pelkästään Yhdysvalloissa myydään joka arkipäivä yli 55 miljoonaa sanomalehteä.
Uudemmat uutiset