Tulevikuenergia: uudne vee looduslikul aurustumisel töötav mootor

22. juuni 2015 kell 13:59



gallery-1434465959-ncomms-2Teaduse arenedes on inimkond katsetanud palju erinevaid meetodeid energia tootmiseks ja on selge, et tulevik on innovaatiliste energialahenduste päralt. Siiani on jäetud suurema tähelepanuta iga päev kõikjal toimuv vee aurustumine, mida saab samuti rakendada energia tootmiseks. Kuigi teadlaste leiutised jäävad praegu veel teooria tõestamise tasandile, on plaanis välja töötada tõhusad lahendused, mida saab tulevikus rakendada erinevatel eesmärkidel.

 

Columbia ülikooli teadlased esitlesid maailma esimest vee looduslikul aurustumisel töötavat mootorit teadusajakirjas Nature Communications. Väike mootor suudab vaid veeloigu aurustumise abiga toota piisavalt energiat, et varustada näiteks LED-lampe. Sarnase tehnoloogiaga loodud turbiin suutis sõidutada ka väikest mänguautot. Teadlaste sõnul toimib tehnoloogia õhuniiskusele reageerivate bakterite spooride abil.

Bioinseneride grupi juhi Ozgur Sahini sõnul on nende leiutiste võtmeks uudne materjal, mida nimetatakse HYDRA-ks (hygroscopy-driven artificial muscles, tõlkes hügroskoopia juhitud kunstlikud lihased). HYDRA on õhuke plastriba, mille mõlemale poolele on spetsiaalse mustrina kleebitud bakterispoorid, mis reageerivad väikestele muudatustele õhuniiskuses kas paisudes või kokku tõmbudes. See tähendab, et õhuniiskuse muutudes suudavad ribad kokku tõmbuda ja pikeneda lausa neljakordseks, toimides nagu vedru.

HYDRA-sid rakendatakse lihtsas mootoris, mis asetatakse toatemperatuuril veeloigu kohale. Kui vesi loigu pinnalt aurustub, muutub mootori sisemus pisut niiskemaks, mille tulemusel HYDRA-d pikenevad. See tõmbab juhet, mis on ühendatud väikese elektromagnetilise generaatoriga, mis muudab paela liikumise elektriks. HYDRA-de pikenedes tõmbavad lindid mootori katusel paiknevad neli luuki lahti, lastes niiske õhu välja. HYDRA-d reageerivad vähenenud õhuniiskusele uuesti kokku tõmbumisega, sulgedes ka luugid ning alustades kogu protsessi algusest peale. Sahini sõnul toodab iga mootori tõmme umbes 50 mikrovatti elektrit, mis on küll tilluke kogus, kuid piisav, et varustada LED-lampi. Ühtlasi on mootori valmistamiseks vajalikud materjalid odavad ja kogu leiutise (koos HYDRA-dega) tootmine peaks olema odavam kui 5 dollarit.

Sahin töötas HYDRA-dega välja ka teise mootori: turbiini tüüpi leiutise, mis kasutab HYDRA-de paindumist, et keerutada ratast. Seadmes on spooridega kaetud ribakesed paigutatud plastist ratastele, mille üks külg on kaetud plastist korpusega ning teine külg avatud kuivale õhule. See tähendab, et pooled HYDRA-d on niisked (sirged) ja pooled kuivad (lainelised). Kui niisketelt lintidelt hakkab vesi aurustuma, paneb see ratta pöörlema, viies need uuesti niiskesse keskkonda ning jätkates protsessi. Kui selline turbiin ühendati mänguautoga, suutis see sõidukit liigutada, kasutades “kütusena“ vaid aurustuvat vett.

Praegu on vee aurustumisel töötav mootor kontsepti tõestus, mille eesmärk oli näidata, et niimoodi on võimalik energiat toota. Kindlasti on leiutisel arenguruumi, arvestades seda, et iga HYDRA pael kasutab vaid 1% bakterispooride energia potentsiaalist. Sahini sõnul on ta juba töötanud välja teise materjali, mis suudab kasutada ühte kolmandikku spooride energia potentsiaalist, kuid seda oli praktiliselt võimatu rakendada kauakestvas mootoris. Sellele vaatamata loodavad teadlased, et nende leiutist saab tulevikus rakendada erinevatel eesmärkidel, näiteks elektri tootmiseks veereservuaaride pinnalt.

 

Allikad: Popular Mechanics, IFL Science

Foto: popularmechanics.com

 

Toimetas Allar Pajuste