، مقالات،
أهم قصص تكنولوجيا المناخ لعام 2024
في عام 2024، حلقت تقنيات مكافحة تغير المناخ فوق السحاب في طائرات ورقية لتوليد الكهرباء، وسافرت عبر المحيطات لعزل الكربون، وتغلغلت في الأرض لتشغيل التكنولوجيا الزراعية بطريقة جديدة. إذا لم تدق هذه الأمور جرسًا، فلا تقلق! لقد جمعنا هنا أفضل 10 قصص عن تكنولوجيا المناخ في العام الماضي لتستكشفها.
تعد تكنولوجيا المناخ مجالًا متعدد التخصصات يتطور بسرعة، ونحن هنا هنا IEEE الطيف نحن متحمسون لرؤية القصص حول هذه التقنيات التي سنكتبها لكم في عام 2025.
ستيوارت برادفورد
تلك المناظر الخلابة الشفق القطبي كان هذا العام نذيرا لنبضات كهرومغناطيسية خطيرة من العواصف الشمسية. يمكن أن تؤدي النبضات الكهرومغناطيسية إلى تدمير الأنظمة الإلكترونية وزيادة التحميل على شبكات الطاقة، مما يؤدي إلى انقطاع التيار الكهربائي. فهي لا تتولد عن النشاط الشمسي فحسب؛ مهاجمين بشريين ويمكنها أيضًا توليد نبضات كهرومغناطيسية، على سبيل المثال، عن طريق تفجير سلاح نووي في مكان مرتفع في الغلاف الجوي. ولحسن الحظ، يحب الباحثون ييلو ليو، الموجود في مختبر أوك ريدج الوطني في تينيسي، يعمل على حل المشكلة. في سؤال وجواب مع IEEE SpectrumIEEE الطيفتشرح مخاطر النبضات الكهرومغناطيسية وكيف يعمل مختبرها على تصميم المباني التي تحمي المعدات الحساسة بداخلها.
قوة الطائرة الورقية
في الأماكن النائية أو التي يتعذر الوصول إليها، حيث لا يكون إنشاء توربينات الرياح ممكنًا، هناك خيار جديد لتوليد الطاقة المتجددة: الطائرات الورقية. قوة الطائرة الورقية، ومقرها هولندا، تعمل على تنفيذ نظام طائرة ورقية لتوليد الكهرباء، يسمى هوك. عندما تسحب الرياح الحبل الأرضي لطائراتهم الورقية، فإنها تولد قوة تتحول إلى طاقة كهربائية. يمكن للطائرات الورقية التي تبلغ مساحتها 60 مترًا مربعًا أن تطير على ارتفاع يصل إلى 350 مترًا (أكثر من ضعف ارتفاع توربينات الرياح) لالتقاط رياح أقوى وأكثر ثباتًا. تأتي الطائرات الورقية مزودة ببطارية تبلغ سعتها 400 كيلووات في الساعة، ويتم وضع النظام بأكمله في حاوية شحن قياسية. وتأمل شركة Kitepower في إرسال طائرات Hawk إلى المجتمعات النائية التي تعتمد حاليًا على مولدات الديزل، مما يوفر لهم مصدرًا أنظف للطاقة يشغل مساحة أقل بكثير من توربينات الرياح.
تقنيات ترين
تاريخيا، مضخات الحرارة لقد كافحت لتعمل في البرد، حيث يعمل معظمها بقدرة منخفضة حوالي 4 درجات مئوية، ويفشل عند حوالي -15 درجة مئوية. ولكن الآن، ومع التحسينات التي أدخلت على ضواغط الهواء، يقول مصنعو المضخات الحرارية إن لديهم التكنولوجيا اللازمة لتدفئة المنازل بنفس الكفاءة في البرد القارس كما تفعل في درجات حرارة الشتاء المعتدلة. مضخات حرارية عمل عن طريق تحريك وضغط السوائل التي لها درجة غليان منخفضة جدًا. الضاغط هو العنصر الذي يزيد من درجة حرارة وضغط السائل الذي يتحول إلى أبخرة، لذا فإن التحسينات في سرعة محرك الضاغط وتوقيت حقن المزيد من البخار جعلت المضخات الحرارية أكثر كفاءة في درجات الحرارة الباردة. تستضيف وزارة الطاقة الأمريكية بالشراكة مع منظمة الموارد الطبيعية الكندية المؤتمر تحدي تكنولوجيا المضخات الحرارية للمناخ البارد، حيث يقوم ثمانية مصنعين لمضخات الكومة باختبار مضخاتهم الحرارية، بهدف الأداء بأقصى قدرة – حتى عند -15 درجة مئوية.
جامعة تينيسي التقنية
الزراعة الذكية تساعد أجهزة إنترنت الأشياء المزارعين على فهم الصورة الكبيرة لما يحدث في جميع أنحاء أراضيهم من خلال قياس إحداثيات نظام تحديد المواقع العالمي (GPS)، ومستويات الرطوبة، ودرجات الحرارة، والحموضة، والمواد المغذية، والمزيد. تكمن المشكلة في توفير طاقة كافية لتلك المستشعرات المتناثرة. ولكن ماذا لو استخدمنا شيئًا يربط جميع الأجهزة بالفعل؟ هذا صحيح – التربة. الباحثون في جامعة تينيسي التكنولوجية صمم طريقة لنقل الطاقة عبر الأرض. قامت شبكة الاختبار التي أنشأها الباحثون والتي تبلغ مساحتها فدانين بنقل الطاقة بسرعة 60 هرتز، مما ينفق 0.1 كيلووات في الساعة فقط يوميًا. ولو كانوا قد دفعوا أسعار التجزئة مقابل هذه الطاقة، لكان ذلك سيكلفهم ما يزيد قليلاً عن بنس واحد في اليوم.
انحسار الكربون
انحسار الكربون هي شركة ناشئة مقرها كاليفورنيا تستعد للبدء في إزالة مئات الأطنان من ثاني أكسيد الكربون من الهواء. تم استدعاء مصنعهم لإزالة ثاني أكسيد الكربون في بورت أنجلوس بواشنطن مشروع ماكوماسوف تستخدم عملية كهروكيميائية لتقسيم مياه البحر إلى أجزاء حمضية وقاعدية. سيتم تحييد التيار الحمضي أو شحنه للخارج، وسيتم إطلاق التيار الأساسي في المحيط. هناك، سوف يمتزج مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين البيكربونات، وهي طريقة مستقرة لتخزين الكربون. حيث أن المشروع يلتقط ويخزن ثاني أكسيد الكربون2 من المحيط، سيكون المحيط قادرًا على سحب المزيد من ثاني أكسيد الكربون2 من الجو. على الرغم من أن العديد من علماء المحيطات يشككون في مشاريع الهندسة الجيولوجية البحرية مثل هذا المشروع، فقد طورت وزارة الطاقة الأمريكية مشروعًا بقيمة 100 مليون دولار أمريكي. برنامج طلقة الكربون والتي ستمول عملية إزالة ثاني أكسيد الكربون وتخزينه، بما في ذلك في خزانات المحيطات.
لويجي أفانتاجياتو
الملايين ستصل أطنان من الألواح الشمسية إلى نهاية عمرها الافتراضي في عام 2025. وهي تحتوي على السيليكون والفضة والنحاس، وهي مواد ذات قيمة كبيرة ولكن يصعب استخراجها من الأجهزة. أفضل العمليات الحالية ل إعادة تدوير الألواح الشمسية ويمكن استرداد 90% من هذه المعادن، لكنها باهظة الثمن وغالبًا ما تستخدم مواد كيميائية سامة. بدء 9-تك لديها عملية إعادة تدوير تستعيد ما يصل إلى 90 بالمائة من المواد دون استخدام مواد كيميائية سامة أو إطلاق ملوثات في البيئة. يقوم العمال في المصنع التجريبي لشركة 9-Tech بإزالة إطار الألومنيوم وصندوق التوصيل والزجاج المقسى يدويًا من الألواح الشمسية. ثم يتم إدخال المواد المتبقية إلى الفرن عند درجة حرارة 400 درجة مئوية، ويتم التقاط الملوثات الناشئة باستخدام مرشح. تفصل سلسلة من المناخل بين الزجاج والسيليكون، ثم يتم إرسال السيليكون إلى حمام حمضي حيث تقوم الموجات فوق الصوتية بفصله عن الفضة المرتبطة به. هذه العملية مكلفة، لكن المواد المستردة ذات جودة عالية، وهو ما من شأنه أن يساعد في تعويض التكلفة، كما يقول مؤسسو الشركة الناشئة.
ماكيبيلو
إذا أردنا إزالة الكربون بالكامل من صناعة الطيران، فسيتعين علينا أن نفكر خارج الصندوق. إيان ماكاي يمثل مستقبلًا محتملاً حيث نستخدم مصفوفات الموجات الدقيقة بحجم الملعب لإرسال الطاقة إلى هوائيات الطائرات. ويمكن لهذه الموجات الدقيقة أن تمر عبر السحب ولا تلحق الضرر بالركاب، على الرغم من أنها قد تؤدي إلى تسخين الهواء بشكل كبير، وربما تلحق الضرر بالطيور القريبة. على الرغم من أنه لم تتم تجربة أي شيء من هذا القبيل على الإطلاق، إلا أن التحسينات التكنولوجية تشير إلى أن هذا قد يكون ممكنًا، بما في ذلك شركة CalTech الناشئة التي تنوي استخدام المصفوفات المرحلية لـ شعاع الطاقة الشمسية من الأقمار الصناعية إلى الأرض. وحتى في ظل العوائق التكنولوجية الضخمة والقضايا التنظيمية المحتملة، فإن هذه التجربة الفكرية تستحق الدراسة، لأن الخيارات الأقل خيالية لإزالة الكربون من الطيران لديهم مشاكلهم الخاصة.
كلايميوركس
كلايميوركس، وهي شركة مقرها زيوريخ، تقول الجديد التقاط الهواء المباشر ستعمل تقنية (DAC) على إزالة ملايين الأطنان من ثاني أكسيد الكربون بحلول نهاية العقد. هُم أحدث المرافق سوف تسحب في النهاية 36000 طن من ثاني أكسيد الكربون2 من الهواء كل عام. تعتمد تقنية DAC الجديدة على مادة ماصة جديدة (المادة التي تمتص ثاني أكسيد الكربون).2) مع هندسة تم تعديلها لتعريض مساحة أكبر للهواء، والتقاط ضعف كمية ثاني أكسيد الكربون2. سيعمل التصميم الجديد على تعديل هيكل وحدات التجميع الخاصة بها من رفوف ثلاثية الطبقات إلى تصميم يشبه المكعب، مع أربعة جدران من المجمعات المحيطة بعمود مركزي. سيتم استخدام هذه في مشروع السرو DAC المحوروهو مشروع تموله وزارة الطاقة الأمريكية لإنشاء أول مركز لإزالة ثاني أكسيد الكربون بقدرة مليون طن في الولايات المتحدة.
ألفريد هيكس / NREL
الألواح الشمسية بنيت لتدوم. من أجل تحمل الطقس القاسي، ودرجات الحرارة المتغيرة، والتآكل الناتج عن عقود من الاستخدام، فإنها تحتاج إلى إغلاق محكم عليها الضوئية مواد. تقوم معظم الشركات المصنعة بإنشاء هذا الختم عن طريق إضافة طبقات بوليمر لزجة بين الألواح الزجاجية. ولكن تصبح إزالة هذه البوليمرات صعبة للغاية نهاية من عمر الألواح الشمسية. الباحثون في الولايات المتحدة المختبر الوطني للطاقة المتجددة لقد وجدوا طريقة لصهر الزجاج بدون بوليمر، وصهره مع الفيمتو ثانية الليزر. يؤدي هذا الشعاع المكثف من الفوتونات إلى تغيير الامتصاص البصري للزجاج، مما يؤدي إلى توليد بلازما صغيرة من ذرات الزجاج المتأينة التي تعمل على إذابة صفائح الزجاج معًا. تعمل هذه الطريقة الجديدة على إنشاء ألواح شمسية تدوم لفترة أطول ويسهل إعادة تدويرها.
STDCT في NUS
مراكز البيانات هم مستهلكون للطاقة، خاصة في المناخات الدافئة. لكن الباحثين في سنغافورة يختبرون الآن طرقًا لتبريدها بشكل مستدام. يعمل التعاون بين أكثر من 20 شركة تقنية وجامعة ووكالة حكومية معًا على هذا المشروع اختبار مركز البيانات الاستوائية المستدامة. إنهم يختبرون جديدًا ستيت بوينت التبريد السائل النظام، حيث يقوم غشاء صغير مسامي كاره للماء بإنشاء مبادل حراري من السائل إلى الهواء الذي يبرد الماء. يعتبر هذا النظام أكثر فعالية في البيئات الحارة والرطبة لأنه ينتج الماء البارد بدلاً من الهواء البارد. سيقوم الباحثون أيضًا باختبار نموذج أولي الحرارة المغلفة المجففة ومبادل الكتلةمغلفة بمادة مجففة تمتص بخار الماء من الهواء الذي يمر فوقها، مما يؤدي إلى تجفيف الهواء لإزالة الرطوبة من مركز البيانات. وفي المستقبل، يأملون في جلب هذه التقنيات الموفرة للطاقة إلى مراكز البيانات الاستوائية في جميع أنحاء العالم.
من مقالات موقعك
مقالات ذات صلة حول الويب
