Πού μπορείτε να βρείτε μια ηλεκτρική κιθάρα που λειτουργεί με μαγνήτες σιδήρου ή πέτρες που παράγουν καύσιμα ή χάλυβα κατασκευασμένο λέιζερ; Στο συνέδριο καινοτομίας στην ενέργεια που έλαβε χώρα το διήμερο 17 με 19 Μαρτίου στα περίχωρα της Ουάσιγκτον υπό την αιγίδα του υπουργείου Ενέργειας των ΗΠΑ (ARPA-E) παρουσιάστηκαν προτάσεις που μπορεί να δώσουν λύσεις σε ένα ενεργοβόρο μέλλον. Η ανάγκη για τη μείωση των εκπομπών ρύπων λόγω της κλιματικής κρίσης αλλά και οι αυξανόμενες απαιτήσεις για την κατασκευή κέντρων επεξεργασίας δεδομένων, τα οποία απορροφούν λαίμαργα ενέργεια, ανοίγουν τον δρόμο για πειραματισμό. Αυτός είναι, εξάλλου, ο σκοπός της ARPA-E.
Χάλυβας κατασκευασμένος με λέιζερ
Η νεοφυής επιχείρηση Limelight Steel έχει αναπτύξει μια διαδικασία παραγωγής σιδήρου, του κύριου συστατικού του χάλυβα, χρησιμοποιώντας λέιζερ για να θερμάνει σιδηρομετάλλευμα σε εξαιρετικά υψηλές θερμοκρασίες.
Η παραγωγή χάλυβα αντιπροσωπεύει περίπου το 8% των παγκόσμιων εκπομπών αερίων του θερμοκηπίου σήμερα, εν μέρει επειδή ο περισσότερος χάλυβας εξακολουθεί να παράγεται με υψικαμίνους, οι οποίοι βασίζονται στον άνθρακα για να επιτύχουν τις υψηλές θερμοκρασίες που πυροδοτούν τις απαραίτητες χημικές αντιδράσεις.
Η Limelight, αντίθετα, μπορεί και θερμαίνει το σιδηρομετάλλευμα με λέιζερ θερμοκρασίες άνω των 1.600 °C. Ο λιωμένος σίδηρος μπορεί στη συνέχεια να καθαριστεί και να υποβληθεί στις καθιερωμένες διαδικασίες για την παραγωγή χάλυβα.
Η εταιρεία πραγματοποίησε στην έκθεση μια μικρή παρουσίαση με λέιζερ ισχύος περίπου 1,5 κιλοβάτ, το οποίο μπορεί να επεξεργαστεί μεταξύ 10 και 20 γραμμαρίων μεταλλεύματος. Το επόμενο βήμα είναι η κατασκευή ενός μεγαλύτερου συστήματος που θα χρησιμοποιεί 150 κιλοβάτ ισχύος λέιζερ με τη δυνατότητα να παράγει έως και 100 τόνους χάλυβα κατά τη διάρκεια ενός έτους.
Πέτρες που παράγουν καύσιμα
Τα κομμάτια πέτρας σε περίπτερο του MIT δεν παραπέμπουν σε τεχνολογίες αιχμής αλλά έχουν τη δυνατότητα να βοηθήσουν στην παραγωγή καυσίμων και χημικών ουσιών. Μάλιστα, ένα από τα πιο πολυσυζητημένα θέματα στο συνέδριο ARPA-E ήταν το γεωλογικό υδρογόνο. Σε επιστημονικούς κύκλους επικρατεί μεγάλος ενθουσιασμός για τις προοπτικές που ανοίγονται από υπόγεια αποθέματα αερίου, τα οποία μπορεί τροφοδοτήσουν διαφορετικούς κλάδους της οικονομίας από τις μεταφορές μέχρι τις βαριές βιομηχανίες.
Ένα από τα έργα που χρηματοδότησε πέρσι η ARPA-E ήταν το εργαστήρι της Iwnetim Abate στο ΜΙΤ. Στόχος της Abate δεν είναι απλά να βρει το υδρογόνο αλλά να αξιοποιήσει τις συνθήκες που διαμορφώνονται υπογείως για να το παράγουν. Νωρίτερα, φέτος, οι ερευνητές της Abate ανακάλυψαν πώς να χρησιμοποιήσουν καταλύτες και άλλα συστατικά από το υπέδαφος για να παράγουν υδρογόνο καθώς και άλλα χημικά, όπως η αμμωνία. Ο Abate συνίδρυσε μια spinout εταιρεία, την Addis Energy, για να εμπορευματοποιήσει την έρευνα, η οποία έκτοτε έχει επίσης λάβει χρηματοδότηση από την ARPA-E.
Μια ηλεκτρική κιθάρα που τροφοδοτείται από μαγνήτες νιτριδίου σιδήρου
Όταν χτυπάτε μια χορδή σε μια ηλεκτρική κιθάρα, αυτή δονείται και παράγει έναν ήχο. Εάν η χορδή είναι αρκετά κοντά σε έναν μαγνήτη, μπορείτε να δημιουργήσετε δονήσεις στο μαγνητικό πεδίο που παράγουν ένα ηλεκτρικό σήμα. Όσο πιο γρήγορες είναι οι δονήσεις, τόσο υψηλότερη είναι η νότα. Οι μαγνήτες μπορούν να “πιάσουν” περισσότερα από απλώς τη χορδή. Αυτό ακριβώς είναι που ονομάζουμε τόνο, το χρώμα του ήχου της κιθάρας.
Οι μαγνήτες στις ηλεκτρικές κιθάρες συνήθως εμπεριέχουν το αλουμίνιο, το νικέλιο και το κοβάλτιο, οι οποίοι βοηθούν στη μετατροπή των δονήσεων από τις ατσάλινες χορδές σε ένα ηλεκτρικό σήμα που μεταδίδεται μέσω ενός ενισχυτή. Η Niron κατασκεύασε ένα όργανο χρησιμοποιώντας τους μαγνήτες νιτριδίου σιδηροπυριτίου.
Μπαταρίες για την τροφοδοσία κέντρων δεδομένων υψηλής απόδοσης
Οι ενεργειακές απαιτήσεις των κέντρων δεδομένων μπορεί να είναι μεγάλες να επηρεάσουν το δίκτυο. Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου της Natron δύναται να εγκατασταθούν σε αυτές τις μονάδες, επιτρέποντας στους υπολογιστές να λειτουργήσουν σε πλήρη ισχύ χωρίς να επιβαρύνουν υπερβολικά το δίκτυο, δήλωσε ο συνιδρυτής και CTO της Natron, Κόλιν Γουέσελς, στο πλαίσιο του συνεδρίου.
Οι μπαταρίες ιόντων νατρίου είναι, επίσης, μια φθηνότερη εναλλακτική λύση. Κατασκευάζονται επίσης χωρίς λίθιο, κοβάλτιο και νικέλιο. Υπάρχουν ήδη ποικιλίες μπαταριών ιόντων νατρίου να εμφανίζονται σε ηλεκτρικά οχήματα στην Κίνα. Η Natron δημιούργησε μονάδα παραγωγής στο Μίσιγκαν πέρυσι και έχει δρομολογήσει ένα εργοστάσιο αξίας 1,4 δισεκατομμυρίων δολαρίων στη Βόρεια Καρολίνα.
