Delen:
10 innovaties om ons te redden van de bronnen van de aarde
Naarmate de bevolking blijft groeien en fossiele brandstoffen blijven slinken, zullen we het steeds moeilijker vinden om energie, voedsel en schoon water te produceren. Maar technologische vooruitgang - sommige eenvoudig, sommige verbijsterend - onthullen nieuwe manieren waarop we kunnen gedijen op de beperkte hulpbronnen van de planeet.
10Warka Water
Ethiopië heeft de minste toegang tot schoon drinkwater in alle Afrikaanse landen. Vrouwen en kinderen uit de meeste dorpen moeten vele uren per dag reizen om water te verzamelen, dat vaak vies en vervuild is om te worden gedeeld met vee en andere dieren.
"Warka Water" is een oplossing ontworpen door twee Italiaanse ingenieurs en is gebaseerd op een zeer eenvoudig principe. Het vat waterdamp uit de lucht door condensatie. Met een lengte van 9 meter is het frame gemaakt van bamboe en een speciale polyethyleen stof die waterdruppeltjes verzamelt. Het weegt ongeveer 60 kilogram (130 lb) en kan door vier mensen in een paar uur zonder steigers worden samengevoegd. Elke pijler kan ongeveer 100 liter (26 gallon) schoon, zoet water per dag uit de lucht produceren zonder enige moeite.
Het Ethiopische woord Warka verwijst naar een wilde vijgenboom afkomstig uit het land. De warka-boom symboliseert vruchtbaarheid en vrijgevigheid en wordt vaak gebruikt voor openbare bijeenkomsten en schoolklassen.
Het Warka Water-project wil in 2015 in sommige dorpen in het hele land operationeel zijn. Het is een eenvoudige, goedkope en elegante oplossing om een klein deel van een groot probleem op te lossen.
9Energietoren
De energietoren is een concept dat op hetzelfde principe is gebaseerd als de Solar Updraft Tower, maar dan omgekeerd. In plaats van de lucht op de grond te verwarmen en op te laten stijgen, is het plan hier om de lucht aan de bovenkant af te koelen en te laten vallen. Om dit te doen, sproeien wetenschappers water aan het hoofd van de toren en bootsen ze regen na. De lucht koelt af terwijl het water verdampt. Omdat koude lucht zwaarder is dan warme lucht, zakt deze met zeer hoge snelheden naar beneden. De kracht van de verticale winden drijft turbines aan de voet van de toren aan en produceert elektriciteit.
Zo'n toren zou maar liefst 1000 meter lang moeten zijn, wat bijna drie keer zo hoog is als het Empire State Building en zo'n 20 procent groter dan het huidige hoogste gebouw ter wereld. Maar het zou relatief goedkoop zijn, gezien de grootte. Het zou efficiënt werken op warme, droge plaatsen in de buurt van waterbronnen.
Naast het zuiver genereren van stroom, zou de toren ook de ontziltingskosten met ongeveer 50 procent verlagen. Afvalwater kan ook worden gezuiverd als steden en dorpen in de buurt zijn. Zeewaterbassins bij de toren kunnen ook 160.000 ton vis bevatten. Ook kan de koelere, vochtige lucht die wordt gepompt het lokale aride klimaat veranderen, waardoor het geschikt is voor landbouw.
Na verloop van tijd kunnen zout of andere vaste materialen de turbines verstoppen, maar behalve dat, zou de energietoren grotendeels zelfvoorzienend zijn.
8De Bio-koelkast
Gewone huishoudelijke koelkasten, zelfs de milieuvriendelijkere modellen, vormen ongeveer 8 procent van onze totale elektriciteitsrekening. Sinds de initiële ontwikkeling in 1748 en enkele verdere aanpassingen in de jaren 1920, is de koeltechnologie niet erg veranderd. Hun ontwerp is zeker anders, maar ze draaien nog steeds op chemische koelmiddelen die een aanzienlijk ongelooflijk gezondheidsrisico vormen als ze worden ingeademd.
In 2010 presenteerde de jonge Russische ontwerper Yuriy Dmitriev zijn idee van toekomstige koeling echter tijdens de wedstrijd Electrolux Design Lab. In plaats van een standaarddoos gevuld met lucht, plaatst zijn ontwerp voedsel in een biopolymeergel. De gel absorbeert warmte van het voedsel en verdrijft het als zichtbaar licht.
De koelkast heeft geen motor. Tot 90 procent van het volume kan worden gebruikt als opslagruimte. Het kan in verschillende vormen en maten worden geleverd en omdat het geen deuren of laden heeft, kunt u het zelfs aan het plafond monteren als u het echt zou willen.
Het ontwerp is op dit moment slechts een concept en we hebben niet de technologie om het te laten werken, maar het is een weergave van hoe koelkasten eruit kunnen zien in het jaar 2050.
7Mine Kafon
Meer dan 50 miljoen landmijnen zijn niet meer te vinden in landen als Angola, Cambodja, Afghanistan, Irak en Mozambique. Mensen verliezen nog regelmatig hun ledematen of zelfs hun leven aan deze verborgen moordenaars. Uitschakelen van zelfs één mijn kost naar schatting ongeveer $ 1.200, en aangezien Angola alleen al meer dan 20 miljoen van hen heeft, zou het totaal dat nodig is om het land te bevrijden van deze vreselijke situatie meer dan $ 24 miljard kunnen zijn.
Massoud Hassani, een Afghaanse ontwerper en voormalig vluchteling, heeft zijn eigen goedkope detonatie-apparaat gebouwd. Met een gewicht van 70 kilogram is het zwaar genoeg om een mijn te activeren, maar licht genoeg om door de wind alleen te worden voortgestuwd. Het ziet eruit als een paardenbloem en beweegt als een kuifblad. Gemaakt van bamboe en biologisch afbreekbaar plastic, kan dit apparaat drie of vier ladingen ontploffen voordat het volledig is vernietigd. De kosten voor het produceren van één mijn Kafon zijn slechts $ 40.
De Mine Kafon heeft ook een ingebouwd GPS-volgsysteem dat de bewegingen van elk afzonderlijk apparaat kan detecteren en laat zien waar een detonatie heeft plaatsgevonden. Dit helpt mensen in kaart te brengen welke gebieden mijnen vrij zijn en welke niet.
Desalniettemin bevindt de mijn Kafon zich nog in de vroege stadia van ontwikkeling en heeft het nadelen. Het is mogelijk dat een dergelijk apparaat niet elke mijn die het rolt triggert, vooral als het al een paar keer is ontploft. Een andere hapering betreft het terrein. Ongeacht hoe hard de wind waait, de kans is groot dat het de mijn Kafon niet op een steile heuvel, uit een greppel of door een zwaar bebost gebied kan duwen.
Hassani is zich bewust van deze problemen en zegt dat toekomstige generaties van het apparaat zullen worden uitgerust met elektrische motoren voor verhoogde mobiliteit en metaaldetectoren om elk metalen object in kaart te brengen, in het geval van een mislukte detonatie. Zelfs als dit niet het perfecte apparaat is, is het een stap in de goede richting.
6Aerogel
Aerogel is een vast materiaal gemaakt van silicagel door een proces waarbij alle vloeistof wordt verwijderd maar de moleculaire structuur intact blijft. Het is samengesteld uit 99,98% lucht, waardoor het extreem licht maar ook erg bros is. Het kan tot 4000 keer zijn eigen gewicht bevatten, maar kan gemakkelijk breken door het voorzichtig te buigen.
Het huidige gebruik ervan is in ruimtewetenschap en -onderzoek, het verzamelen van komeetstof en dienst doen als isolatie van ruimtevaartuigen. Wetenschappers proberen momenteel uit te zoeken hoe ze het beter bestand maken tegen externe krachten, zodat het nog praktischer kan worden gebruikt.
Ook bekend als "bevroren rook", kan Aerogel ons aanzienlijk besparen op verwarmingskosten. Omdat het voornamelijk lucht is, en lucht een goede isolator is, kan dit materiaal op siliconenbasis de warmte in of uit onze huizen houden. Andere soortgelijke stoffen, gemaakt van elementen zoals koolstof, hebben verder milieuvriendelijk gebruik.
5Soylent
Goed eten kost tijd om te bereiden, terwijl handig voedsel meestal veel vet en lege calorieën bevat. Dus tenzij u veel tijd over heeft, eet u waarschijnlijk slecht. Een groep jonge Amerikaanse ondernemers heeft het op zich genomen om dit probleem op te lossen door vast voedsel te vervangen door een kant-en-klare mix van alle mineralen en voedingsstoffen die het lichaam nodig heeft.
Vernoemd naar het enigszins vergelijkbare product in een klassiek sci-fi verhaal, verandert Soylent-poeder in een drankje dat qua voedingswaarde gelijk is aan de ideale maaltijd. Honderden mensen, inclusief de ontwerper, wonen al maanden alleen op Soylent en voelen zich beter dan ooit.
Het product is redelijk goedkoop om te produceren en gemakkelijk op te slaan. Vanaf 2014 verkoopt het voor $ 3 per portie en wordt het verkocht aan drukke mensen in geïndustrialiseerde landen. Dezelfde technologie zou in schaal kunnen toenemen om goedkoop de honger in de wereld te bestrijden.
4Bioluminescence
Wetenschappers werken eraan om de eigenschappen van dieren zoals kwallen en vuurvliegjes aan planten te geven, waardoor bomen ontstaan die in het donker gloeien. Het doel achter dit experiment is, naast het feit dat het ontzagwekkend en heel romantisch is, het vervangen van straatlantaarns in dorpen en steden. Grote bedragen en grote hoeveelheden brandstof worden elke nacht uitgegeven aan straatverlichting, dus zelfvoorzienend, natuurlijk licht zou enorme besparingen opleveren.
De State University of New York probeert genen van bioluminescente bacteriën te splitsen in chloroplasts van planten, lichamen in plantencellen die energie absorberen uit zonlicht. Tot nu toe is het project gelukt met kleine kamerplanten. Op een grotere schaal zou ditzelfde proces echt bomen kunnen maken die straatlantaarns vervangen.
3De Traveling Wave Reactor
Kernenergie is een zeer effectieve manier om het dilemma van CO op te lossen2 uitstoot. Hoewel een paar rampen (Tsjernobyl in 1986 en Fukushima in 2011) angst en wantrouwen tegenover de technologie hebben gekweekt, is kernenergie over het algemeen veel veiliger en schoner dan meer gebruikte alternatieven.
Hoewel het geen fossiele brandstoffen verbruikt, heeft kernenergie echter een eigen probleem met hulpbronnen. Het maakt gebruik van een relatief zeldzame isotoop van uranium, uranium-235. Verarmd uranium, U238, is een bijproduct van kernsplijting en wordt beschouwd als afval, alleen goed voor opslag en bewapening.
Het bedrijf TerraPower ontwikkelt een nieuw type reactor met verarmd uranium, of de 99 procent uranium dat afval is dat gewoon rondslingert. Momenteel zijn er alleen al in de VS meer dan 825.000 ton van dit soort spullen. Met de reizende golfreactor zou dit materiaal Amerika de volgende 700 jaar van energie kunnen voorzien. En vanwege het ontwerp en het type uranium en koelvloeistof dat wordt gebruikt, zou een ongeval bijna onmogelijk zijn.
Dit type reactor wordt al decennia overwogen, maar de meest recente ontwikkelingen in de technologie hebben veel nieuwe aandacht getrokken van figuren als Bill Gates.
2 Solaire Fornuizen
De solar cooker is een goedkoop en milieuvriendelijk apparaat dat in staat is om de zonnestralen op één plek te concentreren met behulp van spiegels of reflecterende metalen. Het eten is pas 10-15 procent langer klaar in vergelijking met een gewone oven, maar het werkt absoluut zonder brandstof.
In ontwikkelingslanden, waar veel mensen geen toegang hebben tot zelfs de basis voor een fatsoenlijk bestaan, is een zelfvoorzienende oven zijn gewicht waard in goud. Dat zegt echter niet zoveel, een zonnekoker weegt heel weinig, en zelfs een klein kind kan het gebruiken. Het verlicht ook de grote vraag naar hout in gebieden die te kampen hebben met ontbossing en woestijnvorming.
1Oscillerende platforms
Het grootste probleem met hernieuwbare energiebronnen zoals windturbines en zonnepanelen is dat ze enorme hoeveelheden ruimte nodig hebben om op de juiste manier voor elektriciteit te produceren. Ze beïnvloeden ook de natuurlijke schoonheid van het landschap. Een paar windturbines boven op een groen veld met besneeuwde bergen op de achtergrond zien er heel mooi en sereen uit, maar honderden en duizenden opeengepakt samen vormen zo'n doorn in het oog dat mensen routinematig projecten weigeren om ze te bouwen. Het antwoord op dit probleem kan liggen in het plaatsen van de turbines op drijvende oppervlakken, ver uit de kust.
Tijdens de designwedstrijd Land Art Generator Initiative (LAGI) van 2014, presenteerde kunstenaar Felix Cheong zijn eigen draai aan deze oplossing. Oscillerende platforms zweven op de zee en benutten de kracht van de wind door hun slanke zeilen. Ze absorberen ook kracht van de getijden door hun onderbuik. Ze produceren zelfs energie van de simpele beweging gemaakt door mensen die er bovenop lopen.