10 инноваций, которые могут спасти человечество от истощения земных ресурсов
Поскольку население Земли продолжает расти, а количество ископаемого топлива неуклонно продолжает сокращаться, становится все более трудно производить энергию, пищу и чистую воду. Однако прогресс новых технологий открывает перед человечеством новые пути процветания в условиях ограниченных ресурсов планеты.
1. Башня Warka Water
Эфиопия имеет наименьший доступ к чистой питьевой воде среди всех африканских стран. Женщинам и детям из большинства деревень приходится совершать многочасовые "путешествия" каждый день, чтобы набрать воды, которая часто является очень мутной и загрязненной отходами жизнедеятельности скота и других животных.
Башня "Warka Water" была разработана двумя итальянскими инженерами и основана на очень простом принципе. Она улавливает водяной пар из воздуха путем конденсации. 9-метровая конструкция, которая изготовлена из бамбука и специальной полиэтиленовой ткани, собирает капли воды. Она весит около 60 килограммов и может смонтирована четырьмя людьми в течение буквально нескольких часов. Каждая подобная башня может производить около 100 литров чистой, свежей воды каждый день без малейших усилий.
2. Энергетическая башня
Энергетическая башня - концепция, основанная на том же принципе, что и солнечная башня, работающая на восходящих потоках воздуха. Однако, она работает совершенно противоположным образом. Вместо подогрева воздуха на земле и улавливания его в процессе подъема, она охлаждает воздух, чтобы тот спускался вниз. Дабы достичь подобного эффекта, ученые распыляют воду на верхушку башни, имитируя дождь. Падающий вниз охлажденный воздух вращает лопасти турбины у основания башни.
Подобная башня должна быть очень высокой - около 1000 метров в высоту, что почти в три раза выше Эмпайр-Стейт-Билдинг и примерно на 20 процентов выше, чем самое высокое здание в мире — Бурдж-Халифа. Несмотря на размеры, она была бы относительно недорогой. Помимо выработки электроэнергии, башня также смогла бы сократить расходы по опреснению воды примерно на 50 процентов.
3. Биохолодильник
Обычные бытовые холодильники, даже экологичные модели, потребляют около 8 процентов всей используемой среднестатистическим человеком электроэнергии. С момента появления идеи холодильника в 1748 году и первых прототипов этих устройств в 1920-е годы холодильная техника не особо изменилась.
Конструкции холодильников, конечно, отличаются, но все они работают на химических хладагентах, которые представляют значительную опасность для здоровья. В 2010 году на конкурсе Electrolux Design Lab молодойроссийский дизайнер Юрий Дмитриев представил свою идею холодильника будущего. Пища в нем должна помещаться в биополимерный гель, который поглощает тепло пищи и вырабатывает из него свет. У такого холодильника нет двигателя, а 90 процентов от его объема может быть использовано в качестве пространства для хранения продуктов.
4. Детонатор Mine Kafon
Более 50 миллионов мин до сих пор находятся в земле таких стран, как Ангола, Камбоджа, Афганистан, Ирак и Мозамбик. Люди по-прежнему регулярно наступают на них и лишаются конечностей или даже жизни. Обезвреживание даже одной мины стоит около $ 1200. Учитывая, что только в одной Анголе есть более 20 миллионов неразминированных устройств, то стране нужно более $ 24 млрд на разминирование.
Афганский инженер Масуд Хасани построил недорогое детонационное устройство. При весе в 70 килограммов, оно достаточно тяжелое, чтобы активировать мину, но достаточно легкое, чтобы приводиться в движение ветром. Устройство, сделанное из бамбука и биоразлагаемого пластика, выглядит как одуванчик, а двигается, как перекати-поле. Оно может взорвать три или четыре мины прежде, чем разрушится. Стоимость Mine Kafon составляет всего $ 40.
5. Аэрогель
Аэрогель представляет собой твердый материал, изготовленный из силикагеля путем удаления всей жидкости. При этом молекулярная структура вещества остается нетронутой. Этот материал на 99,98 процентов состоит из воздуха, что делает его чрезвычайно легким, но очень хрупким. Аэрогель может выдержать вес в 4000 раз больше собственного, но при этом его легко сломать, просто согнув. Сейчас аэрогель используется в области разведки и освоения космоса, для сбора кометной пыли и изоляции космических кораблей. Ученые пытаются выяснить, как сделать аэрогель более устойчивым к внешнему воздействию, чтобы найти ему более широкое применение.
6. Сойлент
Для приготовления хорошей еды нужно немалое время. При этом обычная пища содержит много жиров и излишних калорий. Группа молодых американских предпринимателей решила исправить эту проблему, заменив обычную пищу смесью минералов и питательных веществ, необходимых организму. Сотни людей испытали напиток "сойлент", питаясь исключительно им в течение нескольких месяцев. При этом они чувствовали себя лучше, чем когда-либо. Продукт довольно дешевый в производстве и его легко хранить. А порция такой еды стоит всего $ 3.
7. Биолюминесценция
Ученые пытаются передать растениям способности животных, таких как медузы и светлячки, создав деревья, которые светятся в темноте. Целью этого эксперимента является замена уличных фонарей в городах. Каждую ночь на уличное освещение тратятся огромные деньги и большие объемы топлива, поэтому с помощью естественного свечения можно сэкономить миллиарды. Пока удалось заставить светиться только крошечные комнатные растения.
8. Реактор бегущей волны
Ядерная энергетика - очень эффективный способ решить дилемму выбросов углекислого газа в атмосферу. Несмотря на то, что несколько катастроф (Чернобыль в 1986 году и Фукусима в 2011 году) вызвали страх и недоверие к технологии, ядерная энергия в целом намного безопаснее и чище, чем обычно используемые виды энергии. Но у ядерной энергии есть своя собственная проблема ресурсов. В ней используется сравнительно редкий изотоп урана, уран-235.
Обедненный изотоп урана-238 является побочным продуктом ядерного деления и обычно считается отходами, пригодными только для создания оружия. Компания TerraPower разрабатывает новый тип реактора, работающего на обедненном уране, который составляет около 99 процентов отходов ядерных реакторов. В одних США сейчас существует более 825 000 тонн этого материала.
9. Солнечная плита
Солнечная плита - дешевое и экологически чистое устройство, способное концентрировать солнечные лучи на определенной точке с помощью зеркал или отражающих поверхностей. Пища на ней будет готовиться всего на 10-15 процентов дольше по сравнению с обычной плитой, но для такой плиты не нужно абсолютно никакого топлива. В развивающихся странах, где у многих людей нет доступа даже к базовым удобствам, необходимым для комфортной жизни, подобная самодостаточная печь будет цениться на вес золота.
10. Колеблющиеся платформы
Основной проблемой возобновляемых источников энергии, таких как ветряные турбины и солнечные батареи, является то, что они требуют огромного количества пространства для выработки достаточного количества электроэнергии. Также они негативно влияют на естественную красоту пейзажа. Пара ветровых турбин на вершине зеленого холма или на фоне заснеженных гор выглядит вполне красиво и естественно, то тысячи таких турбин в небольшом пространстве выглядят ужасно.
Ответом на этот вопрос может стать размещение турбин на плавающих платформах далеко от берега. Художник Феликс Чонг представил свой проект "Колеблющиеся платформы", которые будут плавать по морю и использовать силу ветра благодаря парусам. При этом они также будут поглощать энергию приливов и отливов с помощью установок в своей подводной части. Более того, даже если человек пройдет по поверхности такой платформы, то он выработает электроэнергию.