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10 innovative Wege, um die Kraft der Natur zu nutzen
Bei dem Tempo, das wir mit uns tuckern, wird erwartet, dass wichtige fossile Brennstoffe wie Kohle, Öl und Erdgas in etwa 75 Jahren erschöpft sein werden. Da wir im täglichen Leben so ziemlich vollständig auf fossile Brennstoffe angewiesen sind, setzt dies die Forscher stark unter Druck, neue, nachhaltige Wege der Energieerzeugung zu entwickeln.
Glücklicherweise stellen sie sich der Herausforderung wie echte Champions. Es gibt zehn unglaubliche Möglichkeiten, mit der Natur Strom zu erzeugen, die Nahrungsmittelproduktion zu revolutionieren und die Welt zu einem weniger smoggischen Ort zu machen.
10Beton mit Recyclingstrahlen aufbereiten
Beton - eine Mischung aus Zement, Gestein und Wasser - ist einer der billigsten und häufigsten Baustoffe der Welt. Leider ist es fast unmöglich zu recyceln, so dass alle Trümmer und Trümmer von zerstörten Gebäuden, Brücken und Straßen normalerweise verschwendet werden.
Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik hat eine Lösung entwickelt: den Beton blitzblasen. Und überraschenderweise funktioniert es. Wenn starke Elektrizitätsimpulse auf Beton schlagen, wandert die Energie zwischen den einzelnen Elementen und trennt effektiv die Bindung, die alles zusammenhält, was zu einem Haufen Betonbestandteilen führt, aus denen dann neuer Beton hergestellt werden kann.
9 Selbstheilender Beton
Anstatt nach Möglichkeiten zum Recycling von Beton zu suchen, arbeiten Forscher in den Niederlanden an einer Technik, um es automatisch zu beheben. Henk Jonkers und sein Team entwickeln eine Art Beton, der mit lebenden Bakterien infundiert wird. Wenn Wasser zum Reißen des Betons führt, aktivieren die Bakterien und scheiden ein Abfallprodukt aus, das als Calcit bezeichnet wird und dem Kalkstein sehr ähnlich ist.
Solarzellen, die Sonnenlicht zerreißen, um Farbe zu ernten
Solarzellen sind bei aller Beliebtheit typischerweise nur etwa 11-15 Prozent effizient. Das ergibt sich aus der Menge an Energie, die sie erzeugen, verglichen mit dem Sonnenlicht, das die Zelle trifft. DARPA arbeitet an einem Solarenergiesystem, das diesen Wirkungsgrad mehr als verdoppeln könnte, indem es das Sonnenlicht tatsächlich abbaut und die Wellenlängen der einzelnen Farben einsammelt.
Mit Nanomaterialien, von denen einige kleiner als Lichtwellenlängen sind, kann das System jede Farbe sortieren und an eine Zelle leiten, die diese spezifische Wellenlänge absorbieren soll. Auf diese Weise können sie Solarzellen schaffen, die nicht auf das gesamte Lichtspektrum reagieren müssen - nur auf eine einzige Farbe. DARPA erwartet, dass ihre Solarzellen einen Wirkungsgrad von bis zu 50% erreichen werden - ein voller Kopf und Schultern über allem, was wir derzeit haben.
7 Eine Windkraftanlage, die ohne Wind Strom erzeugt
Wind ist eine frei verfügbare Ressource, aber das Problem ist, dass wir sie nicht wirklich kontrollieren können. Wenn der Wind aufhört zu blasen, produzieren Windturbinen keinen Strom mehr. Überraschenderweise ist Apple derjenige mit der Lösung. Im Juni 2011 hat Apple ein Patent für eine Windkraftanlage angemeldet, die Windkraft in Wärme umwandelt, die auch dann noch Energie erzeugt, wenn sich die Blätter nicht drehen.
Traditionelle Windmühlen haben in den letzten tausend Jahren nach den gleichen Prinzipien gearbeitet: Wind dreht die Lüfterblätter und erzeugt Energie. Apples Windenergieanlage tut dies, erfasst aber auch die durch Reibung entstehende Wärme und speichert sie.
6Ein in sich geschlossenes Lebensmittelsystem, das als Corporate Art verkleidet ist
Ein japanisches Handelsunternehmen hat ein Aquaponics-System entwickelt, das als Kunstwerk in Krankenhäusern und Pflegeheimen eingesetzt wird. Das System kann sowohl Fische als auch Pflanzen züchten; Der Nitratabfall des Fisches wird von den Pflanzen als Dünger verwendet. Gleichzeitig filtern und reinigen die Pflanzen das Wasser, das dann wieder in den Fischbehälter geleitet wird - genauso wie ein natürliches System (z. B. ein Teich) funktionieren würde. Obwohl es keine Energie erzeugt, verbraucht das System auch keine.
Große Systeme wie dieses werden auch entwickelt, um erneuerbare Nahrungsmittelquellen in Gegenden der Welt zu schaffen, die nicht viel Wasser haben. Da das Wasser kontinuierlich durch das System zirkuliert, können Wüstenregionen mit begrenzten Niederschlägen es als lebensfähiges Mittel zur ganzjährigen Lebensmittelproduktion nutzen.
Mit 14 Jahren rettet Deepika Kurup bereits Leben. Nachdem sie erfahren hatten, dass indische Kinder stehendes, mit Bakterien gefülltes Wasser trinken werden, weil sie keine zuverlässige Quelle für sauberes Wasser haben, kam Deepika mit einem solarbetriebenen Wasserreiniger auf den Markt, der so billig ist, dass er nur wenige Cent kostet. Es wirkt, indem ein Gemisch aus Zinkoxid und Titanoxid dem Sonnenlicht ausgesetzt wird, wodurch eine Reaktion ausgelöst wird, die Bakterien im Wasser abtötet.
Wie effektiv ist das? Bereits nach wenigen Stunden im Sonnenlicht kann das Solarreinigungssystem E. coli-Bakterien vollständig eliminieren und die Coloform-Zahl von 8.000 auf nur noch 50 reduzieren. Dies gewährleistet sicheres, sauberes Trinkwasser auch in Gegenden ohne Strom.
4Ein vom menschlichen Urin angetriebener Generator
Apropos Teenager: Vier Studenten in Nigeria haben einen Stromgenerator entwickelt, der auf einer Ressource läuft, die immer verfügbar ist - menschlicher Urin. Ihre Entstehung nutzt den Prozess der Elektrolyse, um Wasserstoffgas aus dem Urin zu isolieren, der dann zum Antrieb eines Generators verwendet wird. Sie können satte sechs Stunden Energie aus einem Liter Urin bekommen, was nicht viel aussieht, wenn man bedenkt, dass eine normale Person ungefähr zwei Liter pro Tag auspickt.
3 Roboter mit Wellenantrieb fährt 9.000 Meilen
Der von Liquid Robotics entwickelte Wave Glider ist ein unbemanntes Wasserfahrzeug, das ein einzigartiges Kraftmittel verwendet: Meereswellen. Das patentierte System erlaubt es den kleinen Booten, sich vorwärts zu bewegen, solange die Wellen nur eine winzige Wellenwirkung auf der Oberfläche haben - was, wie sich herausstellt, die ganze Zeit ist.
Vor kurzem brach der Wave Glider den Weltrekord für die Distanz, die ein unbemanntes Fahrzeug im Laufe eines Jahres über 14.000 km zurückgelegt hat. Während der Reise wurde es von Meeresstürmen getroffen und sogar von Haien angegriffen.
2Energie aus Zugschwingungen erfassen
Um uns herum gibt es Energie - und es wartet nur darauf, dass das richtige Gerät sie nutzt. Nachdem Forscher der Stony Brook University erkannt haben, dass eine Tonne potentieller Energie durch die Schwingungen eines rasenden Zugs erzeugt wird, stellen sie ein Gerät zusammen, das die Energie sammelt und in Elektrizität umwandelt.
Sie behaupten, dass ihr Gerät bis zu 200 Watt Gleichstrom abgeben kann. Wenn diese zusätzliche Elektrizität für die Stromversorgung der Geräte in den Stationen verwendet würde, könnten allein der Staat New York jährlich 10 Millionen Dollar eingespart werden. Berücksichtigen Sie die fast 227.000 km lange Trassenbahn in den USA, und das führt zu erheblichen Energieeinsparungen.
1 Selbstfüllende Wasserflasche
Die Erschließung erneuerbarer Wasserressourcen ist einer der dringlichsten Bedürfnisse der modernen Welt. Wasseraufbereitung und -aufbereitung ist ein enormer Energieabfluss - und dies berücksichtigt nicht einmal die geschätzte eine Milliarde Menschen, die in Regionen leben, in denen Süßwasser knapp ist. NBD Nano könnte die Lösung haben: Sie haben eine Wasserflasche entworfen, die sich selbst wieder auffüllt.
Was auf den ersten Blick magisch klingt, ist eigentlich ganz einfach. Die Flasche hat wasseranziehende Höcker, die von wasserabweisenden Tälern umgeben sind. Die Höcker zwingen Luftfeuchtigkeit, auf der Flaschenoberfläche zu kondensieren. Diese Tröpfchen werden dann durch die Täler in die Flasche gedrückt.
Das Endergebnis ist, dass sich die Flasche tatsächlich nur beim Sitzen im Freien füllt - und dies mit einer Geschwindigkeit von bis zu drei Litern Wasser pro Stunde.
Andrew ist freiberuflicher Autor und Besitzer des sexy, sexy HandleyNation Content Service. Wenn er nicht gerade schreibt, wandert oder klettert er oder genießt die frische Luft von North Carolina.