Електричество от гравитация и налягане (Синята икономика)

Това е петата подглава от главата „Нови енергийни възможности“ от Синята икономика.

Налягането или по-технически казано „пиезоелектричеството” е друг естествен източник на електроенергия. Коренът на думата „пиезо” идва от гръцки и означава „натиск”. Основният източник на натиск разбира се е силата на гравитацията. Тежестта на дървото може да генерира електричество от гравитационния натиск на камъните в земята. Като източник на енергия натискът и налягането действат най-ефикасно с материали с кристална структура. В миналото са били използвани очевидни материали като кварц и диаманти. Солта на Рошел (направена от натриев бикарбонат и калиев битартарат) е първият материал, използван за демонстрация на пиезоелектричния ефект. Молекулярният състав на солта се състои от калий и натрий, двата биохимични компонента, задвижващи сърцата ни. Скорошни пробиви в пиезоелектричеството въведоха използването на обичайни продукти като захар от захарна тръстика, изсушени кости, коприна и дори дървесина. Съвременни изследвания със сигурност ще разкрият и още източници на пиезоелектричество.

И докато индустриалната употреба на пиезоелектричество е все още неразвита в по-голяма част от света, Япония гласува вот на доверие на пазарното приложение на тези нови технологии. Множество приложения са намерили своето място в ежедневието ни без дори да подозираме, че извличат енергия от налягането. Първоначалните дистанционни за телевизора са използвали кварцова технология за превръщане на налягането от натискането на бутона в електрически поток. Ехолокаторите в автомобилите също използват този енергиен източник, както и двигателят, захранващ автофокуса в рефлексните фотоапарати. Натискът върху запалката е достатъчен за създаването на електрическа искра, която да възпламени горивото в нея. Бош, немският производител на автомобилни части, създава пиезоелектрическа инжекционна система. Това е един от факторите, превърнали Фолксваген Йета в изключително ефективен автомобил от гледна точка на разхода на гориво. Тя превъзхожда дори Тойота Приус, която става толкова популярна, само защото генерира електричество от триенето при натискане на спирачките, като по този начин компенсира загубата на ефективност, поради непълно изгаряне на бензина при спиране веднага след даване на газ.

С разширяване на знанията ни за пиезоелектричеството, изниква и нова визия за дизайна на сгради, които могат да произвеждат електричество, благодарение на натиска, който цялата им структура оказва върху пода. Пилотен проект стартира в Торино. Кварцови кристали се намират в изобилие в Алпите и могат да бъдат поставени под носещите колони на всеки етаж на сградата, генерирайки електричество там, където има най-голяма нужда от него. Тази технология е пряко приложение на гравитацията. Натискът, оказван от конструкцията, може лесно да бъде пресметнат чрез гравитационните сили. Потенциалът е огромен, защото голямата тежест на сградата и натискът й върху кристалите може да създава електричество от порядъка на няколко мегаволта – достатъчно, за да задвижва поне асансьора.

Гравитацията е основната ни надежда и сила, която може да задвижи обществото като цяло и сградите в частност в посока по-голяма устойчивост. Използването на електрическия потенциал на налягането е начин да построим енергийно независими къщи и сгради. Спомнете си как дизайн, основан на същите принципи, които намибския бръмбар използва са събиране на вода, може да ни помогне да получаваме вода по покривите на сградите и как технологията на завихрянията може да я пречисти, докато тя се движи благодарение на гравитацията надолу по етажите. Към това можем да прибавим и електричество, генерирано не соларни панели, захранващи въглеродни нишки, а от гравитационната сила на сградите, генерираща хиляди волтове пиезоелектричество. Нека инженерите ни се фокусират върху постигането на тази цел!

Тези открития в сферата на производството на електроенергия ще свалят до минимум или напълно ще премахнат експлозивно нарастващото търсене на малки батерии за слухови апарати, играчки, мобилни телефони. И докато компании влагат милиарди в търсене на по-малко замърсяващи еднократни батерии, истинската възвращаемост на инвестициите ще бъде в използването на енергийни източници, които са в хармония с природата и премахват зависимостта ни от добив на метали.

Друг потенциален източник на пиезоелектричество са вибрациите и по-специално звука. Макар да става дума за ниво на звука, което хората не умеят да улавят, учените отдавна знаят, че сеизмичната комуникация е често срещано при малките животни, включително паяци, скорпиони, насекоми и някои гръбначни като дървесни жаби, кенгуров плъх, златна къртица. Чувствителност към сеизмични вълни се наблюдавана и при някои морски слонове. Свидетелства за сухоземни слонове, усетили приближаващо цунами, разкъсали веригите си и избягали на безопасно разстояние, привличат вниманието на учените.

През 1997г. К. О’Конъл-Родуел, научен сътрудник в медицинското училище към университета в Стандфорд, открива, че слоновете могат да комуникират на далечни разстояния чрез ниски звуци, които хората едва чуват. Тя очертава нова смела посока на изследвания, като предполага, че нискочестотните звуци, издавани от слоновете, генерират силни вибрации в земята – сеизмични сигнали, които слоновете могат да усетят и дори да разберат чрез чувствителните си хоботи, колена и стъпала. Според О’Конъл-Родуел слоновете комуникират чрез земята и са способни да различат и много фини вибрации чрез краката си.

Тя провежда наблюдения на стада слонове в националния парк Етоша в Намибия и прилага събраните данни за сеизмичната сензитивност при животните към проблема със загубата на слух при хората. Хората с увреден слух обикновено развиват много по-голяма тактилна чувствителност в слуховия кортекс на мозъка си в сравнение с хората с нормален слух. „Бихме искали да проучим възможността, състоянието на новородени бебета със силно увреден слух да бъде подобрено, ако бъдат изложени на стимулиране чрез вибрации скоро след раждането”, казва О’Конъл-Родуел. Слоновете, както и слуховите апарати улавят вибрации. Ето как отново основен физичен принцип – вибрациите – помага за задоволяване на променящите се нужди на видовете – създавайки мозъчни клетки, които компенсират увредения слух и правят нервната система чувствителна към вибрациите, улавяни чрез ръцете или краката.

Най-обещаващият вариант за източник на пиезоелектричество е налягането, създавано от гласа. Ако пиезоелектрическо устройство, превръщащо налягането от звуковите вълни в електричество, е в допир с кожата Ви, както то, така и термалната енергия би могла да захранва мобилния Ви телефон. Това означава, че колкото повече говорите, толкова по-дълъг може да е разговорът Ви. По-нататък бихме могли да си представим и слухов апарат, захранван от гласа на носещия го, както и от енергията, генерирана от телесната му температура. Съчетаването на тези два доказани източника на енергия бързо би направило ненужни литиевите и слънчевите батерии. Това би било основата за един широк спектър от енергийни приложения.

Подобни творби


This entry was posted in За Природата and tagged , , , , , . Bookmark the permalink.

Comments are closed.