10 novas maneiras inacreditáveis de gerar eletricidade
A civilização está ameaçada. Parece claro que os métodos tradicionais de geração de eletricidade são insustentáveis e devemos encontrar novas formas de gerar eletricidade que não produza tanto carbono (ou poeira das antigas, como gás natural e energia nuclear).
A necessidade de fontes alternativas de energia não é nova. Vimos enormes matrizes solares reveladas em vastos desertos, enormes parques eólicos on e offshore, feixes de ondas convertendo a energia de nossos oceanos e soluções de biomassa chegando e desaparecendo.
No entanto, essas formas de energia alternativa não são o único jogo na cidade. Aqui estão 10 novas maneiras de gerar eletricidade.
1. Coleta de calor corporal
Várias cidades importantes estabeleceram projetos que coletam o calor aprisionado em seus vastos sistemas de metrô. Os milhões de passageiros, mais os motores e os freios do trem, operando no ambiente fechado do metrô geram uma grande quantidade de calor.
Os operadores de metrô também estão cientes da questão do calor, tendo que gastar quantias consideráveis de dinheiro para dissipar o calor por meios convencionais. No entanto, as operadoras de metrô agora estão colocando esse excesso de calor em um uso melhor: energizando e aquecendo casas e empresas locais. Em Londres, centenas de casas ao redor de Highbury & Islington fazem parte de um esquema para coletar calor do metrô de Londres, enquanto esquemas semelhantes existem em toda a Europa.
2. Álcool confiscado
Quando a vida lhe der limões, queime os limões e use-os para alimentar trens.
O serviço nacional de alfândegas da Suécia confisca centenas de milhares de álcool contrabandeado ilegalmente todos os anos. Em vez de despejar tudo no ralo, o que é um desperdício, por que não convertê-lo em algo útil?
Trabalhando com a Svensk Biogas AB, a agência alfandegária sueca pretende continuar convertendo este recurso gratuito em energia enquanto os contrabandistas continuarem tentando cruzar a fronteira. Em 2013, as frotas de ônibus em mais de uma dúzia de cidades suecas funcionavam com biogás, embora nem todas provenientes do álcool contrabandeado.
3. Fraldas para adultos usadas
A população do Japão está envelhecendo rapidamente. Embora o envelhecimento da população japonesa possa ser uma preocupação econômica mais ampla, o inovador Sistema de Reciclagem SFD da Super Faiths Inc., Com base em Tottori, vê a carga como uma solução de energia e é certamente uma forma alternativa interessante de gerar eletricidade.
O SFD Recycling System tira as fraldas usadas, depois as esteriliza, pulveriza e seca em sua máquina patenteada, devolvendo pellets de biomassa prontos para queima no forno apropriado, retornando cerca de 5.000 kcal por kg reciclado.
Não é um retorno ruim para um artigo de aterro sanitário totalmente inútil. Capaz de "atender" cerca de 700 libras de fraldas usadas por dia, o sistema poderia muito bem chegar a lares de idosos e grandes hospitais.
4. Na pista de dança
A energia cinética gerada por nossas tarefas diárias está sob os holofotes à medida que estações de metrô, casas noturnas e academias começam a utilizar tecnologias de colheita piezoelétrica. A piezoeletricidade é gerada em certos cristais em resposta à força de compressão. Se você tem uma superfície que se move por qualquer motivo, pode anexar cristais piezoelétricos a ela e obter pequenas quantidades de energia.
A energia elétrica acumulada pode ser usada para abastecer serviços dentro do mesmo prédio ou área ou direcionada para um novo local. A piezoeletricidade não é um fenômeno inteiramente novo, com a DARPA avaliando geradores piezoelétricos nas botas dos soldados.
No entanto, utilizamos a piezoeletricidade com mais frequência do que você imagina: os isqueiros elétricos apresentam um cristal piezoelétrico com voltagem suficiente para acender o gás, resultando em uma chama.
Em estado selvagem, vimos a estação de metrô de Tóquio abastecer suas catracas e a primeira boate sustentável do mundo em Rotterdam, na Holanda. A geração de energia piezoelétrica também está se movendo para o setor ferroviário.
Em colaboração com a Technion University e a empresa de energia renovável Innowatech, a Israel Railways instalou 32 dispositivos de captura de energia piezoelétrica ao longo de uma seção razoavelmente movimentada da ferrovia, colhendo cerca de 120 kWh, o suficiente para alimentar luzes de sinalização e mecanismos de trilhos.
5. Reatores de tório
Reatores nucleares em miniatura alimentados por apenas uma tonelada de tório radioativo podem fazer parte de uma nova geração de esquemas locais de geração de energia. Dito isso, os reatores de tório exigiriam nêutrons de alta energia para desencadear sua atividade físsil, o que levou cientistas britânicos a começar a trabalhar em aceleradores de partículas em miniatura.
Um protótipo, o Modelo Eletrônico de Muitas Aplicações , ou EMMA, opera a cerca de 20 milhões de elétron-volts, ou 20MeV, o que é um bom começo. Dito isso, um certo grau de ceticismo permanece em torno do uso de tório e dos aspectos práticos de construir e manter um maior número de reatores nucleares locais.
6. Energia solar no espaço
O que poderia ser mais excitante ou futurista do que um enorme painel solar flutuando em uma plataforma acima do planeta, irradiando eletricidade sem fio em direção à superfície da Terra. Há muitas vantagens nesta opção: não há necessidade de ocupar um espaço valioso na Terra e nenhuma flutuação de energia causada pelo clima.
Dito isso, há um longo caminho a percorrer com essa forma de geração alternativa de eletricidade. A transmissão de eletricidade sem fio, a proteção contra radiação de longo prazo, a proteção contra meteoritos e o custo absoluto de colocar o equipamento em órbita são apenas alguns dos obstáculos.
Mas John C. Mankins, presidente da Space Power Association e Artemis Innovation, acredita que, assim como a energia nuclear recebeu décadas de pesquisa e bilhões de dólares de financiamento para pesquisa, por que não deveria haver um sério esforço financeiro para colher energia solar espaço?
Na prática, um projeto de energia solar espacial pode funcionar assim:
- Uma grande matriz geoestacionária coletaria e focalizaria a luz do sol.
- As células fotovoltaicas converteriam essa luz em eletricidade.
- Essa eletricidade seria usada para alimentar um laser de microondas, direcionado a uma estação terrestre na Terra.
- A energia de microondas seria recebida pelo conjunto de antenas e convertida de volta em eletricidade.
7. Vento Solar
Já que estamos no assunto do espaço, vamos falar sobre o vento solar.
O vento solar consiste em um número enorme de partículas carregadas emitidas pelo sol em velocidades extremamente altas. Em princípio, essas partículas podem gerar eletricidade usando uma enorme vela solar e um fio carregado, que gera energia a partir do vento solar que passa por ela.
De acordo com uma análise preliminar da Universidade de Washington, a quantidade de energia que você pode gerar é essencialmente ilimitada, limitada apenas pelo tamanho da vela solar que você posiciona.
- Trezentos metros de fio de cobre, ligados a um receptor de dois metros de largura e uma vela de 10 metros, poderiam gerar eletricidade suficiente para 1.000 residências.
- Um satélite com um cabo de 1.000 metros e uma vela de 8.400 km de largura poderia gerar um bilhão de bilhões de gigawatts de potência.
Parece bom? Seria – se pudéssemos produzir e lançar tal vela solar em uma órbita apropriada.
É importante notar que isso não é tão rebuscado quanto você pode pensar. A Agência de Exploração Aeroespacial do Japão lançou com sucesso IKAROS (Kite-nave Interplanetária Acelerada pela Radiação do Sol) em 2010, tornando-se a primeira nave espacial a utilizar a navegação solar como sua principal forma de propulsão. Sua exploração contínua está fornecendo dados imensamente valiosos para cientistas pesquisadores em várias áreas-chave.
Dito isso, IKAROS é muito menor do que as velas consideradas, então não prenda a respiração para que o vento solar se torne uma opção prática no futuro imediato.
Em 2019, a Planetary Society implantou o LightSail 2 como uma carga útil secundária em um dos foguetes Falcon Heavy da SpaceX. O LightSail 2 implantou com sucesso sua vela, embora seu sucesso geral seja limitado. Nas palavras da The Planetary Society, "Cerca de um terço do tempo, nós [LightSail 2] estivemos no modo 'desagregação', reduzindo a velocidade da roda de impulso e permitindo que nossas barras de torque removam o momento angular do sistema."
8. Água-viva
Nossos oceanos estão se tornando mais ácidos. Como tal, as populações de medusas estão aumentando. A maioria deles não é para consumo humano, mas podem ser mais úteis para outro problema global. Pesquisadores suecos têm liquidado constantemente um grande número de Aequorea victoria , uma água-viva brilhante comum nas costas da América do Norte.
A proteína fluorescente verde (GFP) contida na água-viva pode ser usada para criar células de combustível em miniatura que podem ser usadas para alimentar uma geração de nanodispositivos médicos. O GFP, aplicado a eletrodos de alumínio e exposto à luz ultravioleta, gera medição de potência em "dezenas de nanoamperes".
Não é insignificante. O desenvolvimento de combustíveis biológicos pode permitir pesquisas adicionais em tecnologias bio-nano que não requerem nenhum combustível externo ou corrente elétrica para continuar funcionando. Se a tecnologia pudesse ser ampliada, ela poderia ser extremamente útil no longo prazo, especialmente se nosso problema de acidez oceânica continuar.
9. Coleta e reciclagem de ondas de rádio
Uma equipe de pesquisa com foco na reciclagem de ondas de rádio espera implantar sua tecnologia em vários locais. A ideia de colher e reciclar ondas de rádio e outras ondas eletromagnéticas não é totalmente nova, mas a escala de colheita está aumentando.
A equipe de pesquisa, liderada por Manos Tentzeris, desenvolveu a tecnologia para reciclar e coletar energia de várias fontes, incluindo Wi-Fi, canais de TV, dispositivos eletrônicos portáteis e muito mais. O processo de coleta usa antenas de banda ultralarga que podem receber uma grande variedade de sinais em diferentes faixas de frequência.
Os sinais de rádio e outras frequências eletromagnéticas estão constantemente sendo transmitidos ao nosso redor. Transformar algumas dessas frequências de volta em energia seria uma virada de jogo e um método altamente inovador de geração de eletricidade.
10. Fora do ar fino
O Santo Graal da produção de energia e eletricidade é criá-la do nada, criando uma fonte de energia infinita e inesgotável. Uma equipe de pesquisa da Universidade de Massachusetts Amherst acredita ter criado um dispositivo que usa uma proteína natural para criar eletricidade a partir da umidade presente no ar.
"Air-gen" usa minúsculos nanofios baseados em proteínas condutoras de eletricidade. A equipe de pesquisa conecta os nanofios a um gerador, que gera eletricidade a partir da umidade e do ar.
No momento em que este artigo foi escrito, o projeto permanece em pequena escala. Mas o objetivo final é aumentar para a produção total de eletricidade.
Fontes de energia renováveis salvarão o planeta
Algumas das fontes de energia que examinamos aqui são bizarras, mas muitas podem ter aplicações práticas no futuro. Outros já estão ao nosso redor, nos fornecendo energias alternativas no nosso dia-a-dia.
Esta pesquisa de energia é crítica se quisermos impedir que o planeta nos destrua completamente. O planeta sobreviverá – nós não.
