ارمغان انرژی پاک و مقرون‌به‌صرفه در اروپا با باتری‌های خاکی

نصب باتری‌های خاکی باکتریایی می‌تواند انرژی ارزان، پاک و شبانه‌روزی را برای مزارع اروپا به ارمغان آورد.

به گزارش ایمنا، باکتری‌های موجود در خاک می‌توانند به بهبود فناوری‌هایی کمک کنند که بازده مزارع را افزایش می‌دهد. باتری‌هایی که با این باکتری‌ها کار می‌کنند، به‌زودی انرژی ارزان و پایدار را برای مزارع اروپا و حتی سراسر جهان تأمین کنند.

باتری‌هایی با سوخت باکتری

یک استارت‌آپ بریتانیایی از الکترون‌های تولیدشده توسط باکتری‌ها در خاک استفاده می‌کند تا الکتریسیته تمیز را از زمین جمع‌آوری کند. باتری‌های قابل شارژ با خاک، پتانسیل فعالیت شبانه‌روزی را در سراسر جهان دارند و بنیان‌گذاران امیدوارند که این فناوری حرکت به سمت کشاورزی مبتنی بر داده را تسریع و به کشاورزان کمک کند تا بازدهی خود را افزایش دهند و منابع را بدون نیاز به نصب زیرساخت‌های انرژی گران‌قیمت و سخت نگهداری کنند.

عملکرد باتری‌های باکتریایی

باتری‌های باکتریایی روی سلول‌های سوختی میکروبی خاک (SMFCs) ساخته می‌شوند که انرژی را از واکنش‌های شیمیایی طبیعی جذب می‌کنند که در میکروارگانیسم‌های مبتنی بر خاک رخ می‌دهد. الکترودهای مبتنی بر کربن در خاک قرار می‌گیرند و به مدار خارجی متصل می‌شوند.

این سیستم الکترون‌های تولید شده توسط میکروارگانیسم‌های خاص را در حالی منتقل می‌کند که ترکیبات آلی موجود در خاک را مصرف و آن‌ها را به برق تبدیل می‌کند. پشته‌های این سلول‌ها را می‌توان به باتری متصل کرد تا این انرژی را ذخیره کند.

این فناوری که روی یک سیستم تصفیه آب در برزیل آزمایش شد، اکنون با توسعه روش‌هایی برای افزایش تولید برق متناسب با فرایندهای بیولوژیکی در خاک، ارتقا پیدا کرده است.

بهبود دانش تیم در زمینه فرایندهای مختلف بیوالکتروشیمیایی و به‌دست آوردن درک بهتر از نقش باکتری‌ها و خاک در این معادله پیچیده، محققان را قادر به مهندسی راه‌حل‌هایی کرده است که فرایندهای انتخابی را در زمین کنترل می‌کند و با به حداکثر رساندن امکان استخراج انرژی، امکان تولید مداوم برق را برای سال‌ها حفظ می‌کند؛ این محصول تجاری سال ۲۰۲۶ عرضه خواهد شد.

باتری‌های باکتریایی و کشاورزی

فناوری به سرعت در حال توسعه باتری‌های باکتریایی است تا به کشاورزان در جمع‌آوری داده‌ها در مورد وضعیت مزارع خود، مراقبت از محصولات و کاهش هزینه‌ها کمک کند. کشاورزان به‌طور فزاینده‌ای به اهمیت داده‌ها برای تصمیم‌گیری آگاهانه نسبت به شیوه‌های کشاورزی با منابع کارآمد اهمیت می‌دهند.

با این حال حسگرها و دستگاه‌های متصل به اینترنت به برقی نیاز دارند که نصب و نگهداری آن همیشه آسان نیست. کابل‌ها می‌توانند مزارع را با مشکل مواجه کنند، باتری‌های شیمیایی یک‌بارمصرف نیاز به نظارت و تعویض دارند و منابع انرژی تجدیدپذیر همچون پنل‌های خورشیدی تنها در شرایط آب‌وهوایی مناسب با ظرفیت کامل کار می‌کنند. با ایجاد روشی پایدار برای تأمین انرژی حسگرها، موانع تولید این داده‌ها برطرف خواهد شد.

باتری‌های خاکی باکتریایی می‌توانند بیش از ۲۵ سال دوام بیاورند و تنها ۲۵ پوند در هر واحد بدون نیاز به تعمیر و نگهداری هزینه دارند.

طرح احتمالی مزارع غول‌پیکر و عجیب امارات برای بارش باران

مزارع غول‌پیکر و عجیب امارات برای بارش باران

گروه علمی: مزارع خورشیدی علاوه‌بر تامین انرژی سبز، این پتانسیل را دارند که ابرهای باران‌زا را برفراز بیابان به‌وجود آورند.در بیابان‌های بسیار خشک امارات متحده عربی، آب بسیار کمیاب است، اما نور خورشید به وفور یافت می‌شود. آب در امارات از نفت نیز ارزشمندتر است و در حال حاضر این کشور نفت‌خیز برای کاهش مشکلات آبی از ناوگان کوچکی پهپادها و هواپیماهای بارورساز ابر استفاده می‌کند و به تصفیه‌خانه‌های گران‌قیمت وابسته است. اما دانشمندان اخیراً راه دیگری را برای ترویج بارندگی در منطقه پیشنهاد کرده‌اند: ساخت مزارع خورشیدی غول‌پیکر.
محققان دانشگاه هوفنهایم آلمان در مطالعه‌ای جدید نشان داده‌اند که مجموعه‌های وسیعی از پنل‌های خورشیدی، پتانسیل ایجاد ابرهای باران‌زا را برفراز امارات دارند و آب موردنیاز برای ده‌ها هزار نفر را به ارمغان می‌آورند.محققان استدلال می‌کنند که پنل‌های فتوولتائیک خورشیدی تیره رنگ، گرما را جذب می‌کنند و اگر به اندازه‌ی کافی بزرگ باشند، می‌توانند «جزایر حرارتی مصنوعی» را در مناطق محلی ایجاد کنند. گرما با کمک نسیم دریا و از طریق همرفت (انتقال گرما توسط حرکت توده‌ی مولکول‌ها) به سمت بالا کشیده می‌شود و تشکیل ابر را در آسمان تقویت می‌کند.
تیم پژوهشی با استفاده از مدل‌های کامپیوتری، چندین شبیه‌سازی اجرا کردند تا دریابند که مزرعه‌ی خورشیدی برای اثردهی مطلوب، باید چقدر بزرگ باشد.مدل‌سازی کامپیوتری نشان داد که ساخت مزرعه‌ای به مساحت ۱۰ کیلومتر مربع از پنل‌های خورشیدی سیاه، «تأثیر بسیار کمی» بر بارندگی خواهد داشت. با این حال، مزارع خورشیدی بزرگ‌تر به طور بالقوه می‌توانند بارش چشمگیر ایجاد کنند.
یک مزرعه از پنل‌های خورشیدی به مساحت ۲۰ کیلومتر مربع می‌تواند روزانه ۵۷۰هزار متر مکعب باران ایجاد کند. اگر این اتفاق فقط برای ۱۰ روز در سال رخ دهد، آب کافی را برای بیش از ۳۱ هزار نفر در سال تأمین می‌کند. مزرعه‌ای خورشیدی به وسعت ۵۰ کیلومتر مربع، برای تأمین آب سالانه‌ی ۱۲۵ هزار نفر دیگر کافی خواهد بود.
اولیور برنچ، نویسنده‌ی اصلی مطالعه و اقلیم‌شناس از دانشگاه هوفنهایم به ساینس گفت: «اکنون بعضی از مزارع خورشیدی در حال رسیدن به مقیاس مناسب هستند. شاید این داستان علمی تخیلی نباشد و بتوانیم اثر مطلوب را به وجود آوریم.»
راه‌حل مطالعه بسیار خلاقانه است، اما ممکن است برای هر منطقه‌ای از دنیا که با مشکل آب مواجه است، کارساز نباشد. مطالعه‌ی دیگری که در سال ۲۰۲۰ منتشر شد، ایده‌ی مشابهی را برای صحرای بزرگ آفریقا پیشنهاد داد. هرچند این امر باعث افزایش بارندگی در منطقه‌ی محلی می‌شود، تأثیر غیرمستقیم عمده‌ای بر سراسر جهان خواهد داشت و باعث خشکسالی و تخریب جنگل‌ها در آمازون و همچنین افزایش دما و از بین‌رفتن یخ دریا در شمالگان می‌شود.
پیشنهاد اخیر در واقع نوعی از مهندسی زمین است؛ یعنی دستکاری عمدی فرآیندهای طبیعی زمین برای تغییر اقلیم و شرایط آب‌وهوایی. بسیاری بر این باورند که این نوع مداخلات می‌تواند راه‌حل مناسبی برای بحران اقلیمی کره زمین باشد، اما درعین‌حال مخاطره‌آمیز محسوب می‌شود.
مطالعه‌ی ۲۰۲۰ صحرای آفریقا نشان داد که ایجاد اختلال در سیستم‌های پیچیده‌ای مانند اقلیم زمین، بی‌تردید عواقب پیش‌بینی‌نشده و پیامدهای گسترده و فاجعه‌باری به همراه دارد. مطالعه در مورد امارات، آثار این عمل بر نواحی فراتر از منطقه‌ی محلی را شناسایی نکرد، اگرچه دانشمندان باید در تحقیقات آینده به این نکته توجه کنند.

مرجع : زومیت

جلبک دریایی می‌تواند «غذای آخرالزمان» باشد

این گیاه می‌تواند «غذای آخرالزمان» باشد

در صورت وقوع یک نبرد فاجعه‌بار هسته‌ای، زمستان هسته‌ای می‌تواند تولید کالری جهانی را تا ۹۰ درصد کاهش دهد. اما مزارع وسیع این گیاه می‌توانند به نجات جان ۱.۲ میلیارد نفر تا زمان بهبود دما کمک کنند.

 دانشمندان منبع غذایی شگفت‌انگیزی کشف کرده‌اند که می‌تواند جان تعداد زیادی از انسان‌ها را پس از جنگ فاجعه‌بار هسته‌ای نجات دهد: جلبک دریایی. 

به گزارش فرادید، جنگ هسته‌ای اگر اتفاق بیافتد سیاره ما را در یک زمستان عمیق هسته‌ای و چیزی شبیه آنچه در فیلم‌های آخرالزمانی می‌بینیم فرو خواهد برد. در بدترین حالت، تبادل هسته‌ای میان ایالات متحده و روسیه (که با هم نزدیک به ۹۰ درصد سلاح‌های هسته‌ای جهان را در اختیار دارند) می‌تواند تا ۱۶۵ میلیون تن (۱۵۰ میلیون تن متریک) دوده را وارد جو زمین کند و دمای سطح را ۹ درجه سانتیگراد کاهش دهد، در نتیجه تولید کالری جهانی تا ۹۰ درصد کاهش می‌یابد. 

کانال عصر ایران در تلگرام

برداشت جلبک دریایی

اما دانشمندان در یک مطالعه جدید، دریافتند طی ۹ تا ۱۴ ماه پس از جنگ هسته‌ای، می‌توان مجموعه‌های وسیعی از گیاه جلبک دریایی یا «کتانجک» پرورش‌یافته روی طناب را در خلیج مکزیک و سراسر سواحل شرقی برداشت کرد و به تغذیه ۱.۲ میلیارد انسان کمک کرد. 

مزارع جلبک دریایی، در بالاترین میزان خود، جایگزین ۱۵ درصد غذای مصرفی انسان می‌شوند، در حالی که ۵۰ درصد از سوخت زیستی کنونی و ۱۰ درصد خوراک حیوانات را نیز تامین می‌کنند. محققان یافته‌هایشان را ۹ ژانویه در مجله Earth's Future منتشر کردند. 

شریل هریسون، استادیار اقیانوس‌شناسی و علوم ساحلی و از نویسندگان این تحقیق، می‌گوید: «بیش از ۲ میلیارد نفر پس از جنگ هسته‌ای بالقوه میان هند و پاکستان و ۵ میلیارد نفر پس از جنگ هسته‌ای میان ایالات متحده و روسیه در خطر گرسنگی خواهند بود. بنابراین، کاوش درباره غذاهای جایگزین ضروریست.» 

آنی‌ترین اثر جنگ هسته‌ای، دست‌کم برای کسانی که در منطقه هدف قرار دارند، سوختن پس از مسمومیت با تشعشعات است. این اثرات وحشتناک از زمانی که ایالات متحده در ۶ اوت ۱۹۴۵ بمب اتمی «پسر کوچولو» را در شهر هیروشیمای ژاپن پرتاب کرد، شناخته‌شده است. 

خود این بمب که قدرت انفجاری آن پنج برابر کمتر از بمب‌های گرماهسته‌ای در زرادخانه‌های موجود است، حدود ۱۴۰۰۰۰ نفر را در عرض پنج ماه کشت و بیش از ۶۰۰۰۰ ساختمان از حدود ۹۰۰۰۰ ساختمان شهر را ویران کرد. 

با این حال، به طور بالقوه کشنده‌ترین نتیجه‌ی حتی یک جنگ هسته‌ای در مقیاس کوچک، تأثیری است که روی کشاورزی خواهد گذاشت. در سناریوی پایان جهانی «زمستان هسته‌ای»، غبار و دود رادیواکتیو بخش قابل‌توجهی از نور خورشید را مسدود می‌کند. این امر موجب کاهش دما می‌شود و بسیاری از محصولات زراعی جهان را از بین می‌برد و احتمالاً قحطی جهانی به بار می‌آید که به موجب آن، ممکن است میلیاردها نفر کشته شوند. 

عکس هوایی از مزرعه جلبک دریایی در اندونزی

در مطالعات گذشته، محققان پیامدهای آخرالزمانی یک جنگ هسته‌ای را مدل‌سازی کردند. اکنون، برای بررسی چگونگی زنده نگهداشتن برخی از مردم، دانشمندان رشد محصول را در محیط‌هایی که شاهد کاهش شدید دما نبودند (اقیانوس‌های استوایی) مدل‌سازی کردند. 

«اقیانوس و به طور کلی آب، گرمای ویژه بالاتری نسبت به خشکی دارد، بنابراین گرمای بیشتری را ذخیره می‌کند و گرم شدن و خنک شدن آن سخت‌تر است. به همین دلیل است که رادیاتورها بسیار خوب کار می‌کنند، چون گرما را ذخیره می‌کنند و آن را به مرور زمان تابش می‌کنند. بنابراین، اقیانوس مکان بسیار خوبی برای تولید مواد غذایی جایگزین است، برخلاف گلخانه‌های روی زمین که زمان کمبود سوخت، به گرمایش زیادی نیاز دارند. 

مدل‌سازی دانشمندان نشان داد مزارع کتانجک نه تنها دوام می‌آورند، بلکه با کاهش دمای سطح، رشد کرده و گسترش می‌یابند. دلیلش این است که هوای سردتر، آب سطحی را مجبور به فرورفتن بیشتر می‌کند و گردش آب غنی از مواد مغذی را از اعماق بالا می‌برد تا جایگزین آن شود. 

به گفته محققان، از آنجا که ید موجود در جلبک دریایی در مقادیر زیاد می‌تواند برای انسان سمی باشد، استفاده از کتانجک کشت‌شده در مزارع در درجه اول غیرمستقیم است. اما با استفاده از آن برای تغذیه حیوانات و تولید سوخت‌های زیستی، زمین‌های زراعی باقیمانده برای محصولات دیگر آزاد می‌شود. این راه‌حل می‌تواند به انسان کمک کند زمستان هسته‌ای را پشت سر بگذارد تا اینکه چند دهه بعد آب و هوا بهبود پیدا کند. 

کتانجک مخصوص زمستان هسته‌ای نیست بلکه می‌تواند به دنبال فجایع دیگر در سیستم‌های غذایی جهانی، مانند برخوردهای عظیم سیارک‌ها یا فوران‌های آتشفشانی غول‌پیکر نیز راه نجات باشد. برای نمونه، فوران کوه تامبورا در اندونزی در سال ۱۸۱۶ منجر به خرابی محصولات و کمبود مواد غذایی در سراسر نیمکره شمالی شد، اتفاقی که به «سال بدون تابستان» معروف شد. 

در طول تاریخ، فوران‌های بزرگ سبب قحطی در مناطق و جهان شدند. در هر صورت، ما به برنامه‌ای نیاز داریم تا خودمان را در این سناریوهای کاهش ناگهانی نور خورشید، تغذیه کنیم».

چگونگی ساخت یک توربین کوچک بادی ساده و کم هزینه برای تولید برق رایگان

در این ویدئو یک مهندس برق سنگاپوری به روشی ساده و قابل انجام چگونگی ساخت توربین بادی ساده و کم هزینه برای تولید برق رایگان را به نمایش می‌گذارد.

در سایت آپارات

پیشرفتهای تازه ای در آزمایشهای ساخت رآکتور‌های همجوشی

بازسازی خورشید روی زمین

اولین‌بار در آذرماه پارسال، دانشمندان آمریکایی به بهره خالص انرژی در یک واکنش همجوشی هسته‌ای دست یافتند. حالا پژوهشگران تأسیسات ملی احتراق آمریکا (NIF) اعلام کرده‌اند که راکتور همجوشی هسته‌ای آن‌ها مکرراً به «احتراق» دست یافته است. به عبارت دیگر، این رآکتور توانسته انرژی خروجی بالاتری نسبت به انرژی مصرف‌شده خود داشته باشد.

NIF در سال ۲۰۲۳ موفق شده است چندین‌بار این دستاورد را تکرار کند و قدم مهمی درزمینه حرکت به‌سمت تولید انرژی پاک بردارد. «ریچارد تاون»، فیزیکدان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور که پارسال برای اولین‌بار به این موفقیت دست یافته بود، درباره این خبر می‌گوید: «حس بسیار خوبی دارم. فکر می‌کنم همه ما باید به این دستاورد افتخار کنیم.»

به گزارش دیجیاتو، NIF به‌عنوان یک نیروگاه ساخته نشده، درعوض یک تأسیسات تحقیقاتی برای بازتولید و مطالعه واکنش‌هایی است که حین انفجار‌های گرماهسته‌ای رخ می‌دهد.

کانال عصر ایران در تلگرام

این تأسیسات دستیابی به نرخ بازدهی بالاتر درزمینه همجوشی را ممکن کرده و اشتیاق نسبت به استفاده از این روش برای تولید انرژی پاک را افزایش داده است.

دستاورد‌های NIF در احتراق همجوشی هسته‌ای

در NIF از ۱۹۲ پرتو لیزری برای شلیک به قرص یخ‌زده‌ای از دوتریوم و تریتیوم استفاده می‌شود که دو ایزوتوپ هیدروژن هستند. این تأسیسات در آزمایشی در تاریخ ۵ دسامبر ۲۰۲۲، در واکنش همجوشی توانست تقریباً ۵۴ درصد بیشتر از انرژی پرتو‌های لیزر ورودی، انرژی تولید کند. مقدار این انرژی ۲.۰۵ مگاژول بود.

در ادامه، در ۳۰ ژوئیه ۲۰۲۳، این تأسیسات با تولید ۳.۸۸ مگاژول رکورد قبلی خود را شکست. این آزمایش از افزایش ۸۹ درصدی انرژی خروجی نسبت به انرژی ورودی خبر می‌داد.

دانشمندان سپس در دو آزمایش دیگر در اکتبر ۲۰۲۳، بازهم به احتراق دست پیدا کردند. همچنین محاسبات این آزمایشگاه نشان می‌دهد که دو اقدام دیگر در ماه ژوئن و سپتامبر ۲۰۲۳ نیز منجر به دستیابی به خالص انرژی مثبت شد، اما این انرژی خروجی آن‌قدر زیاد نبود که تحت عنوان احتراق تأیید شود.

اگرچه دستاورد دانشمندان در این زمینه هنوز نقایصی دارد، اما آن‌ها حالا به آینده امیدوارترند. بسیاری از کارشناسان اعتقاد دارند که با دستاورد‌های دو سال اخیر، حوزه تولید انرژی از طریق رآکتور‌های همجوشی وارد عصر جدیدی شده است.