Неожиданное климатическое решение

Николас Уитэм занял первое место в Студенческой инновационной премии Центра Уилкса, присужденной ранее в этом месяце в Университете Юты. На конкурсе студентам предлагалось предложить творческие решения по преодолению климатического кризиса и выступить с презентациями, в которых подробно описывается их потенциальное влияние, преимущества и практичность. Еще три приза, один за второе место и два за третье, также были вручены во время первого Климатического саммита Уилкса в Университете США 17 и 18 мая.

Аспирант Университета Уитэм в настоящее время работает над докторской диссертацией. в области биомедицинской инженерии, одновременно руководя своей компанией Gaia Technologies, производящей компоненты протезов. Для получения студенческой премии за инновации Центра Уилкса он разработал инновационный генератор возобновляемой электроэнергии, работающий на естественных колебаниях температуры Земли.

«Тип генератора, который я разработал, работает с термодвижущими искусственными мышцами», — сказал он. «Это означает, что они сжимаются, когда вы их нагреваете. С каждым днем ​​Земля становится все жарче и холоднее, что заставляет их двигаться, и они могут приводить в движение турбину, производящую электроэнергию. Самое замечательное в этом то, что охлаждение также генерирует электроэнергию, поэтому вы может производить энергию днем ​​и ночью».

ФОТОГРАФИЯ: Тодд Андерсон

Николас Уитэм, аспирант биомедицинской инженерии.

Этот потенциал круглосуточного производства электроэнергии может помочь преодолеть энергетический разрыв, который характерен для возобновляемых источников энергии.

Одним из первых мест, где Уитэм надеется разместить свои генераторы, является южная часть штата Юта, где смена температуры день-ночь идеальна для этой технологии 10 месяцев в году. Хотя естественные колебания температуры могут иногда не обеспечивать работу генераторов, Уитэм считает, что их можно использовать в дополнение к существующим возобновляемым источникам энергии, таким как солнечная и геотермальная энергия.

«Вы можете использовать высокоэффективные геотермальные тепловые насосы для их приведения в действие без необходимости изменения температуры, вызванного окружающей средой. Избыточное тепло, которое они тратят впустую, не вращая турбину, а просто охлаждаясь, прежде чем перекачивать его обратно в Землю, — мы могли бы использовать это, чтобы увеличить выходную мощность наших генераторов в десять раз», — сказал он.

Фактически, установка этих генераторов на уже существующих геотермальных электростанциях или солнечных фермах может быть наиболее идеальным вариантом для максимизации эффективности и стоимости этих объектов.

«Я подсчитал и считаю, что это может быть решение, которое будет стоить дешевле, чем солнечная энергия, и его можно масштабировать вертикально», — объяснил Уитэм. «Итак, вы можете использовать существующую солнечную инфраструктуру, разместить солнечные панели сверху, и в любое время, когда вы захотите реинвестировать в объект без необходимости прокладки к нему новых линий электропередачи, вы можете просто сложить их выше».

Генератор не только является потенциально мощной формой возобновляемой энергии, но также включает в свою конструкцию улавливание углерода. «Это полимерный текстиль. Итак, они сделаны из пластика, называемого линейным полиэтиленом низкой плотности (LLDPE), который представляет собой тип пластика, который может быть получен биологическим путем. Это означает, что вы можете использовать кукурузную шелуху для изготовления этого пластика в качестве непрямая форма улавливания углерода. Каждый килограмм ЛПЭНП связывает 3 килограмма углерода».

Witham тщательно рассмотрел воздействие этих генераторов на окружающую среду, гарантируя, что они способствуют усилиям по улавливанию углерода, а не создают больше отходов. «Например, при выводе из эксплуатации солнечных панелей образуется довольно много электронных отходов. Эта система предназначена для переработки и вывода из эксплуатации экологически безопасным способом», — сказал он.

Уитэм планирует разместить весь генератор внутри транспортного контейнера, и, по его оценкам, один из этих генераторов может прослужить более 25 лет при минимальном обслуживании. Благодаря своей автономной природе воздействие этих устройств на окружающую среду очень минимально.

«По сути, это большой черный ящик, который мы планируем разместить посреди пустыни. Я связался с местным офисом Агентства по охране окружающей среды по этому поводу, чтобы узнать, не упустил ли я чего-нибудь, и у них не было никаких серьезных опасений. Потому что мы помещаем это в коробке будет содержаться любой микропластик, который может образоваться в результате катастрофического разрыва или разрушения текстиля», — заявил он.