10 Innovatieve manieren waarop we de kracht van de natuur benutten

In het tempo dat we aan het sleuren zijn, verwachten we dat de belangrijkste fossiele brandstoffen zoals steenkool, olie en aardgas na ongeveer 75 jaar opraken. Aangezien we vrijwel volledig afhankelijk zijn van fossiele brandstoffen voor het dagelijks leven, legt dit veel druk op onderzoekers om nieuwe, duurzame manieren te ontwikkelen om energie te produceren.

Gelukkig gaan ze de uitdaging aan als echte kampioenen. Hier zijn tien ongelooflijke manieren waarop we de natuur gebruiken om elektriciteit te maken, voedselproductie revolutionair te veranderen en de wereld een minder smoezelige plek te maken.

10

Lightning Blasts gebruiken om beton te recyclen

Beton, een mengsel van cement, steen en water, is een van de goedkoopste en meest gebruikte bouwmaterialen ter wereld. Helaas is het bijna onmogelijk om te recyclen, dus al het puin en puin van vernietigde gebouwen, bruggen en wegen gaat meestal verloren.

Het Fraunhofer Instituut voor Bouwfysica heeft een oplossing ontwikkeld: schiet het beton met blikseminslag. En verrassend - het werkt. Wanneer krachtige elektriciteitspulsen op beton slaan, verplaatst de energie zich tussen de afzonderlijke elementen en scheidt effectief de verbinding die alles bijeenhoudt, wat resulteert in een stapel concrete ingrediënten die vervolgens kunnen worden gebruikt om nieuw beton te maken.

9

Zelfherstellend beton

In plaats van te zoeken naar manieren om beton te recyclen, werken onderzoekers in Nederland aan een techniek om het beton te repareren - automatisch. Henk Jonkers en zijn team ontwikkelen een soort beton dat is doordrenkt met levende bacteriën. Wanneer water het beton doet barsten, zullen de bacteriën een afvalproduct activeren en uitscheiden dat calciet wordt genoemd en dat sterk lijkt op kalksteen, waardoor het beton effectief wordt geplooid.

8

Zonnecellen die zonlicht naast de oogstkleur scheuren

Voor al hun populariteit zijn zonnecellen meestal slechts ongeveer 11-15 procent efficiënt. Dat wordt berekend door de hoeveelheid stroom die ze produceren in vergelijking met de hoeveelheid zonlicht die de cel raakt. DARPA werkt aan een zonne-energiesysteem dat deze efficiëntie meer dan kan verdubbelen, door daadwerkelijk het zonlicht te onderdrukken en de golflengten van elke afzonderlijke kleur te oogsten.

Met behulp van nanomaterialen - waarvan sommige kleiner zijn dan de lichtgolflengte - kan het systeem elke kleur sorteren en naar een cel leiden die is ontworpen om die specifieke golflengte te absorberen. Door dat te doen, kunnen ze werken aan het maken van zonnecellen die niet hoeven te reageren op het volledige lichtspectrum, slechts op één enkele kleur. DARPA verwacht dat hun zonnecellen een rendement van tot 50% rendement hebben - een volledig hoofd en schouders boven alles wat we momenteel hebben.

7

Een windturbine die elektriciteit produceert zonder wind

Wind is een vrij beschikbare bron, maar het probleem is dat we het niet echt kunnen beheersen; wanneer de wind stopt met waaien, stoppen windturbines met het produceren van elektriciteit. Verrassend genoeg is Apple degene met de oplossing. In juni 2011 diende Apple een patent in voor een windturbine die windenergie omzet in warmte die energie blijft genereren, zelfs als de messen niet ronddraaien.

Traditionele windmolens hebben de afgelopen paar duizend jaar aan dezelfde principes gewerkt: wind draait de ventilatorbladen en creëert energie. De windturbine van Apple doet dat, maar het slaat ook de warmte vast die door wrijving wordt gecreëerd en slaat deze op.

6

Een op zichzelf staand voedselsysteem vermomd als huisstijl

Een Japans retailbedrijf heeft een aquaponics-systeem ontwikkeld dat wordt gebruikt als een kunstwerk in ziekenhuizen en verpleeghuizen. Het systeem is in staat om zowel vissen als planten te kweken; het nitraatafval van de vis wordt door de planten als meststof gebruikt. Tegelijkertijd filteren en reinigen de planten het water, dat vervolgens weer in de aquarium wordt gevoerd - op precies dezelfde manier als een natuurlijk systeem (zoals een vijver) zou werken. Hoewel het geen energie creëert, verbruikt het systeem ook geen energie.

Grootschalige systemen zoals deze worden ook ontwikkeld om te helpen bij het creëren van hernieuwbare voedselbronnen in gebieden van de wereld die niet veel water hebben. Omdat het water continu door het systeem stroomt, kunnen woestijngebieden met beperkte regenval het gebruiken als een levensvatbaar middel om het hele jaar door voedsel te produceren.

5

Een 14-jarige uitvinder van een zonne-energie waterzuiveringsinstallatie voor derdewereldlanden

Op 14-jarige leeftijd redt Deepika Kurup al levens. Nadat ze hebben geleerd dat Indiase kinderen stil zullen blijven drinken, vullen bacteriën water omdat ze geen betrouwbare bron van schoon water hebben. Deepika bedacht een op zonne-energie werkende waterzuiveraar die zo goedkoop is dat hij maar een paar cent kost. Het werkt door een mengsel van zinkoxide en titaniumoxide aan zonlicht bloot te stellen, waarbij een reactie wordt gestart die bacteriën in het water doodt.

Hoe effectief is het? Na slechts een paar uur in zonlicht kan het zonne-zuiveringssysteem de E. coli-bacteriën volledig elimineren en de coloform-aantallen terugbrengen van 8.000 naar slechts 50, waardoor veilig, schoon drinkwater wordt geboden, zelfs in gebieden waar geen elektriciteit is.

4

Een generator aangedreven door menselijk urine

Over tieners gesproken: vier studenten in Nigeria hebben een stroomgenerator bedacht die op één resource draait die altijd beschikbaar is, menselijke urine. Hun creatie maakt gebruik van het proces van elektrolyse om waterstofgas uit urine te isoleren, dat vervolgens wordt gebruikt om een ​​generator van stroom te voorzien. Ze kunnen maar liefst zes uur stroom krijgen van één liter urine, wat niet zoveel lijkt totdat je bedenkt dat een normaal persoon ruwweg twee liter per dag plast.

3

Wave Powered Robot reist 9.000 Miles

De Wave Glider, ontwikkeld door Liquid Robotics, is een onbemand maritiem voertuig dat een uniek middel van kracht gebruikt: oceaangolven. Het gepatenteerde systeem zorgt ervoor dat kleine vaartuigen naar voren kunnen bewegen, zolang er maar een klein beetje golfslag op het oppervlak gebeurt - wat, naar het blijkt, de hele tijd is.

Onlangs brak de Wave Glider het wereldrecord voor afstanden afgelegd door een onbemand voertuig - in de loop van een jaar meer dan 9000 mijl (14.500 km) afgelegd. Tijdens de reis werd het geteisterd door oceaanstormen en zelfs aangevallen door haaien.

2

Energie vastleggen van treingetrillingen

Er is energie overal om ons heen - en het wacht gewoon op het juiste apparaat om het te gebruiken. Nadat de onderzoekers van Stony Brook University zich realiseerden dat er een ton aan potentiële energie wordt gecreëerd door de trillingen van een sneltrein, stellen ze een apparaat samen dat de energie verzamelt en omzet in elektriciteit.

Ze beweren dat hun apparaat tot 200 watt gelijkstroom kan uitstoten. Als die extra elektriciteit zou worden gebruikt om apparaten op de stations van stroom te voorzien, zou het de staat New York elk jaar 10 miljoen dollar kunnen besparen. Factor in de bijna 141.000 mijl (227.000 km) aan treinrails over de hele VS, en dat levert een aanzienlijke energiebesparing op.

1

Zelfvullende waterfles

Het ontwikkelen van hernieuwbare waterbronnen is een van de meest dringende behoeften van de moderne wereld. Waterzuivering en -behandeling is een enorme energie-afvoer - en dat houdt zelfs geen rekening met de geschatte een miljard mensen die in gebieden wonen waar zoet water schaars is. NBD Nano heeft misschien de oplossing: ze hebben een waterfles gemaakt die zichzelf vult.

Wat eerst als magie klinkt, is eigenlijk vrij eenvoudig. De fles heeft wateraantrekkende hobbels omgeven door waterafstotende valleien. De hobbels dwingen vocht in de lucht om te condenseren op het oppervlak van de fles. Die druppels worden dan door de valleien geduwd en in de fles.

Het eindresultaat is dat de fles zichzelf daadwerkelijk vult door gewoon in de open lucht te zitten - en dat doet hij met een snelheid die zo snel is als drie liter water per uur.

Andrew Handley

Andrew is een freelance schrijver en de eigenaar van de sexy, sexy HandleyNation Content Service. Wanneer hij niet schrijft, is hij meestal wandelen of rotsklimmen, of gewoon genieten van de frisse lucht uit North Carolina.