https://bodybydarwin.com
Slider Image

Muutamia epätavallisia ideoita autojen, kuorma-autojen, alusten ja lentokoneiden puhdistamiseen

2020

Saksalainen insinööri Anton Flettner laski melkein sata vuotta sitten laivan merelle. "Ilman purjeita tai höyryä, kuten haamulaiva, se liikkui salaperäisesti veden läpi ilman näkyviä työntövoimakeinoja, kuten julkaistiin vuonna 1925 julkaistussa artikkelissa, joka ilmestyi Popular Science Monthly -kirjassa. Laiva risteili hiljaisuudessa, ilman että hän olisi asettanut mitään ilmaan. Kummallista kyllä, kaksi kummallisen näköistä, jättiläistä kehruusylinteriä nousi hänen kanneltaan, kun "alus kyveli tiensä Itämeren karkeiden vesien läpi melkein kaksinkertaiseksi entiseen nopeuteensa, artikkeli kertoi.

Flettner käytti noita sylintereitä, joita kutsuttiin roottoripurjeiksi, laivansa voimanlähteeksi valjastaen saman lähteen, joka ajoi aluksia meren läpi satoja vuosia aikaisemmin, kun ne alkoivat purjehtia: tuulen. Tuolloin hänen keksintönsä ei voinut kilpailla höyryn, hiilen ja viime kädessä modernin dieselmoottorin kanssa. Mutta tänään, kun maailma selviää ilmastomuutoksesta, merenkulkualan - tosiaankin koko globaalin kuljetussektorin - on löydettävä tapoja vieroittua fossiilisista polttoaineista ja siirtymisestä puhtaampaan energiaan. Näistä ponnisteluista Flettnerin vanha idea on saanut uutta pitoa.

"Kuka olisi uskonut, että vuosisatoja myöhemmin me tarkastelemme kovasti sitä, kuinka valjastaa tuulen voima moottorialuksiin?" sanoo Bryan Comer, puhtaan kuljetuksen kansainvälisen neuvoston meriohjelman vanhempi tutkija. "Alussa kaikilla aluksilla ei ollut päästöjä, ja ne käyttivät ihmisen voimaa tuulen tuulella. Pyrkiessään vähentämään kustannuksia ja ympäristövaikutuksia olemme alkaneet nähdä tuulivoiman innovatiivisia käyttötarkoituksia, roottori mukaan lukien purjehtii. Näyttää siltä, ​​että olemme tulleet täyteen ympyrään. "

Kuljetussektorin osuus on lähes neljännes ilmakehän päästöistä aiheutuvasta hiilidioksidista ja muista kasvihuonekaasuista. Energia liikuttaa silti autojamme, kuorma-autoja, linja-autoja, junia, laivoja ja lentokoneita, ja kaikki mitä olemme riippuvaisia ​​ruuan ja kulutustavaroiden toimittamisesta, työmatkalle liikkumiseen, shoppailuun, lasten saamiseen kouluun ja jalkapalloharjoitteluun sekä lentää väsyneeltä pitkään odotettuun lomaan. Ihmiset eivät aio hylätä ajoneuvojaan milloin tahansa, ja jos ihmiset eivät voi muuttaa, niin ajoneuvojen on oltava.

Asiantuntijat ovat yhtä mieltä siitä, että liikennealalla on tehtävä perustavanlaatuisia muutoksia, alkaen nyt, jos haluamme jatkaa lämpenemistä Pariisin ilmastosopimuksessa asetettuun tavoitteeseen 1, 5 asteeseen C. "Meidän on aloitettava teknologinen muutos liikenteessä heti ja erittäin vauhdilla, jotta emme jää alle kunnianhimoisille Pariisin ilmastotavoitteille, sanoo tiedemies ja Paavalkopf, tiedemies Johannes Pagenkopf Saksan ilmailu- ja avaruuskeskuksesta.

Liikenne riippuu nykyään edelleen suuresti fossiilisista polttoaineista, ja vain pieni osuus sähköön perustuu. "Meidän on siirrettävä perusteellisesti nykyiset kuljetusjärjestelmäämme kohti hiilivapaata tulevaisuutta", Pagenkopf sanoo.

Puhtaita kuljetuksia käsittelevän kansainvälisen neuvoston mukaan alusten osuus maailman hiilidioksidipäästöistä on noin 3 prosenttia. Laiva-alan asiantuntijat uskovat, että tuulen avustetut tekniikat - roottori purjehtivat keskenään - auttavat aluksia saavuttamaan Kansainvälisen merenkulkujärjestön asettamat päästövähennystavoitteet. Ryhmä on vaatinut hiilidioksidipäästöjen vähentämistä 50 prosentilla vuoteen 2050 mennessä vuoden 2008 tasoon verrattuna.

Roottoripurjeilla varustetut alukset eivät olisi fossiilisia polttoaineita, mutta tekniikka voisi auttaa hillitsemään polttoaineen käyttöä ja pilaantumista. Roottoripurjeiden lisäksi alukset voisivat ottaa käyttöön myös innovaatioita, kuten puhaltimen, joka pumppaa ilmakuplia aluksen alle ja rungon osan yli vähentäen vettä ja siten päämoottoreiden tarvitsemaa voiman määrää.

Merenkulun lisäksi Pagenkopf uskoo, että muiden kuljetusmuotojen on toimittava sähköllä. Tätä varten hän uskoo, että ihmisten pitäisi luottaa enemmän juniin autojen ja lentokoneiden sijasta, koska suurin osa rautateistä käyttää jo sähköä. Joskus hän toivoo, että sama pätee lentokoneisiin ja laivoihin. "Lyhyen ja keskitason kantaman lentokoneiden ja alusten akkujen ja polttokennojen sähkökäyttö saa vauhtia", hän sanoo.

Jotkut lyhyen kantaman lentokoneet käyttävät jo akusta peräisin olevaa virtaa lyhyen matkan lennoille, joilla kuljetetaan vain muutama matkustaja. Ja teollisuus on itse asiassa ottanut mieleen sähkölentokoneiden idean monella merkityksellisellä tavalla, sanoo Phil Ansell, Illinoisin yliopiston Urbana-Champaignin ilmailualan tekniikan apulaisprofessori. "Monet eri teollisuusryhmät tekevät tällä hetkellä sisäistä tutkimusta sähkökonekonsepteista."

On kuitenkin suuria esteitä ylitettäväksi, ennen kuin akut syöttävät rutiininomaisesti lentokoneita, etenkin pidempillä lennoilla. Nykyiset akut ovat liian raskaita kuljettamaan lentokoneita hyvin kaukana; tutkimuksen on keskityttävä niiden keventämiseen. Näiden haittojen vuoksi tutkijat etsivät muita vaihtoehtoja, mukaan lukien hybridijärjestelmät, jotka parit ja parit yhdistävät polttoaineeseen.

Waterloon yliopiston mekaanisen ja mekatronisen tekniikan professori Xianguo Li työskentelee jotain vastaavaa pariksi paristojen ja polttokennojen parien yhdistämiseksi autoihin. Hän uskoo, että järjestelmänsä kestää jopa kymmenen kertaa pidempään kuin nykyiset polttokennot ja että se voidaan tuottaa niin halvalla, että lopulta korvataan tavanomaiset kaasumoottorit. Järjestelmä koostuu paristosta ja kolmesta samankokoisesta polttokennoyksiköstä, jotka siirtyvät keskenään tarvittavan tehon määrästä riippuen.

"Hitaalla ajon aikana akku antaa virtaa", Li sanoi. ”Yksi kolmesta polttokennoyksiköstä aktivoituu, jos akun energiataso on alhainen tai akun virta ei riitä, ja polttokennon tuottoa käytettäisiin osittain ajoon ja osittain akun lataamiseen. Jos ajoneuvon nopeudet, kaksi kolmesta polttokennosta aktivoituisi, ja täydessä kuormassa kaikki kolme polttokennoa aktivoituisivat . Mutta hän sanoo, että polttokennot kestäisivät todennäköisesti kauemmin, koska ajoneuvo tarvitsee täyden tehon vain yhden ympärillä - kolmasosa ajasta.

Samoin Li: n Waterloo-kollega Amir Khajepour on kehittänyt uuden venttiilitekniikan, joka lisää tavanomaisten polttomoottoreiden tehokkuutta yli 10 prosenttia. Hän on myös luonut akkujärjestelmän, joka valjastaa ja varastoi lämmön, jonka ajoneuvo tuottaa jarruttaessa, mutta sallii silti jäähdytysyksiköiden ja ilmastointilaitteiden käydä tyhjäkäynnin aikana.

"Polttomoottorit ovat raskaiden kuljetusten hevosvoima tulevina vuosina", hän sanoo. Lisäksi nykyisillä kaupunkiliikenteen linja-autoissa tai hyötyajoneuvoissa käytetyillä ajoneuvoilla on vähintään yksi uusi vuosikymmen. Kaikilla tekniikoilla, jotka voivat vähentää tällaisten ajoneuvojen polttoaineenkulutusta ja päästöjä, on valtava vaikutus liikennejärjestelmän vihreämmäksi tekemiseen.

Marlene Cimons kirjoittaa Nexus Media -yhtiölle, syndikoidulle uutisjohdolle, joka kattaa ilmaston, energian, politiikan, taiteen ja kulttuurin.

Mitä tehdä, jos näet vääriä uutisia Facebookissa

Mitä tehdä, jos näet vääriä uutisia Facebookissa

Kuinka valita paras urheiluseuranta sinulle

Kuinka valita paras urheiluseuranta sinulle

Tässä on mitä odottaa, kun kokeilet uutta Gmailia

Tässä on mitä odottaa, kun kokeilet uutta Gmailia