Nicht-konventionelle Energiequellen erforschen: Ein Weg zu nachhaltiger Energie

Im frühen 21. Jahrhundert wurde der Bedarf an alternativen Energiequellen offensichtlich. Da traditionelle fossile Brennstoffe erschöpft waren und die Entwicklung etablierter erneuerbarer Energien über Wind, Sonne, Wasserkraft und Geothermie nur einen Teil des weltweiten Energiebedarfs deckte, begannen Forscher und Ingenieure, nach anderen Methoden der Energieerzeugung zu suchen.

Methan-Kraftwerke

Große Mengen Methangas werden von bestimmten Industrien, wie dem Kohlebergbau, produziert und sind problematisch, weil Methan 20-mal stärker wirkt als Kohlendioxid, ein weiteres Treibhausgas. Um aus einem sonstigen Abfallprodukt Nutzen zu ziehen, suchten Ingenieure in China nach dem australischen Modell, Methan als Kraftstoff anzupassen, und entwickelten eine Methode zur Umnutzung des problematischen Gases. Ein Modell der Methan-Umnutzung beinhaltet das Hochpumpen von Methan aus der Mine über eine Pumpstation und dessen Nutzung zum Betrieb eines Caterpillar-Motors. Dieses System erzeugt 120 Megawatt Dauerleistung, was ausreicht, um 82.000 amerikanische Haushalte mit Strom zu versorgen.

Hybridautos mit Druckluftantrieb

Hybridautos, die Gas- und Elektroantrieb kombinieren, sind eine Möglichkeit, Antriebssysteme zu vereinen, aber es gibt auch andere. Luft-Hybridmotoren wurden entwickelt, die Druckluft nutzen, um den Kraftstoffverbrauch zu senken und die Leistung eines konventionellen Motors zu steigern. Diese Hybridanlagen hatten bis 2011 einen Verbrauch von 65 Meilen pro Gallone und eine 30-prozentige Emissionsreduzierung erreicht, waren jedoch noch nicht weit verbreitet für Verbraucher. Weitere Fortschritte in dieser Technologie, wie sie an der Brunel University School of Engineering and Design erzielt wurden, passten das Konzept der Rekuperation aus konventionellen Hybridautos an und implementierten ein System, bei dem Motor und Bremsen einen Teil der Druckluftversorgung auffüllen, um die Reichweite des Fahrzeugs zu verlängern.

Solarbetriebene Computer

Sowohl Apple als auch Motorola haben Patente zur Integration von Solarzellen in ihre mobilen Geräte angemeldet. In der Hoffnung, Solarenergie zur Stromversorgung von iPods und MacBooks zu nutzen, plante Apple, photovoltaische Paneele an verschiedenen Teilen ihrer Computer anzubringen, einschließlich Anzeige- und Eingabegeräten, beschichteten Materialien und Materialien, aus denen das Logo geätzt ist. Motorolas Patent betraf speziell den Einbau von Solarzellen in den Bildschirm, was eine große Menge verfügbarer Oberfläche zur Unterbringung von Solarzellen nutzen würde.

Nanogeneratoren, angetrieben vom menschlichen Herzschlag

Nanogeneratoren nutzen Zinkoxid-Nanodrähte, die einen elektrischen Strom erzeugen, wenn sie belastet oder gebeugt werden. Forscher am Georgia Institute of Technology nutzten diese Eigenschaft, um piezoelektrische Geräte zu entwickeln, die kleine Mengen Elektrizität als Reaktion auf Bewegung erzeugen. Obwohl diese Geräte 2011 erst in der frühen Entwicklung steckten, glaubten die Forscher, dass sie Nanogeneratoren in kleinen Arrays stapeln könnten, um die Leistung zu steigern. Dadurch hofften sie, Batterieladegeräte und kleine Elektronik herzustellen, die durch Gehen, rollende Reifen, Wind oder sogar den eigenen Herzschlag des Trägers betrieben werden können.