مروری بر منابع انرژی تجدیدپذیر کمتر شناخته شده برای تولید برق و حرارت

علاوه بر منابع انرژی تجدیدپذیر کاملا شناخته‌شده برای تولید برق و حرارت، مثل انرژی خورشیدی، بادی و زمین‌گرمایی، منابع انرژی تجدیدپذیر کمترشناخته‌شده دیگری با پتانسیل بالا برای تولید انرژی وجود دارد. از پسماندهای غذایی گرفته تا میکروب‌ها می‌توانند به عنوان منبع انرژی تجدیدپذیر به کار گرفته شوند.

بسیاری از افراد با پنل‌های خورشیدی، توربین‌های بادی و نیروگاه‌های برق‌آبی آشنا هستند، اما آیا در مورد فناوری‌های تجدیدپذیر کمتر شناخته‌شده دیگر هم چیزی می‌دانید؟ مثلاً می‌توان از پوشش‌های شفافی که می‌توانند روی پنجره کشیده شوند یا رنگ خورشیدی، برای تولید برق استفاده کرد و می‌توان با استفاده از چنین روش‌هایی بخشی از الکتریسیته خانه را تأمین کرد.

بدون تردید بشر در آینده دور یا نزدیک با بحران انرژی مواجه می‌شود. پژوهشگران و دانشمندان فعال در حوزه انرژی این موضوع را پیش‌بینی کردند و در مورد آن هشدار داده‌اند؛ بنابراین از حالا باید به فکر بهره‌مندی از فناوری‌های مبتکرانه برای تامین انرژی از منابع تجدیدپذیر باشیم و وابستگی خود به منابع انرژی غیر تجدیدپذیر را کاهش دهیم.

قابل‌اعتمادترین منابع انرژی تجدیدپذیر

اگرچه پژوهشگران توانستند شیوه‌های مختلفی برای بهره‌مندی از منابع انرژی تجدیدپذیر کمترشناخته‌شده ایجاد کنند که در ادامه آن‌ها را معرفی خواهیم کرد؛ اما اجازه دهید قبل از آشنایی با منابع انرژی، ابتدا کمی در مورد منابع انرژی تجدیدپذیر قابل‌ اعتماد که مدت زیادی از آغاز بهره‌مندی از آن‌ها برای تولید انرژی می‌گذرد و بیشترین توانایی‌های بالقوه قابل دسترسی برای تولید انرژی را دارند، صحبت کنیم.

اگرچه بیشترین مقالات مرتبط با تولید انرژی با استفاده از منابع تجدیدپذیر مرتبط با توربین‌های بادی ساحلی و دریایی، پنل‌های خورشیدی نیروگاه‌های برق‌آبی و زمین‌گرمایی و البته انرژی هسته‌ای مربوط می‌شود؛ اما همان‌طور که گفتم ما قصد داریم در این مطلب با فناوری‌های کمتر شناخته‌شده دیگری برای تولید انرژی آشنا شویم که توانایی‌های بالقوه آن‌ها برای تأمین انرژی اگر از قابلیت‌های منابع انرژی تجدیدپذیر مذکور برای تولید انرژی بیشتر نباشد، کمتر هم نیست و به‌اندازه آنها می‌توانند کارآمد باشند.

اگرچه فناوری‌های پاک و به‌اصطلاح فناوری‌های سبز هم شایان توجه هستند و نباید از آن‌ها غافل شویم؛ اما موضوع اصلی این مقاله پرداختن به روش‌های غیر سبز است که واقعاً نیازمند توجه بیشتری هستند؛ بنابراین اجازه دهید ابتدا با چند روش معدود سبز برای تأمین انرژی آشنا شویم سپس به بیان سایر روش‌ها بپردازیم.

سلول‌های سوختی هیدروژن یکی از فناوری‌های سبز برای تأمین انرژی محسوب می‌شوند. در این روش انرژی شیمیایی عنصر هیدروژن به انرژی کارآمد و البته انرژی کاملاً سبزی تبدیل می‌شود.

سلول‌های سوختی هیدروژن به‌جای بنزین یا گاز، از هیدروژن با شیوه کاملاً کارآمدی به‌جای سوخت استفاده می‌کنند و کاربردهای آن‌ها بیش از توربین‌های احتراقی متداول است. این سلول‌های سوختی نیز می‌توانند هم برای تولید الکتریسیته استفاده شوند و هم به‌عنوان منبع مستقیم و غیرمستقیم برای گرمایش مورداستفاده قرار گیرند.

ساختار این سلول‌ها درست شبیه باتری است و همانند باتری عمل می‌کنند؛ با این تفاوت که شارژ آن‌ها تمام نمی‌شود و نیازمند شارژ مرتب روزانه نیز نیستند.

سلول‌های هیدروژنی خورشیدی می‌توانند در منازل عموم مردم نیز مورداستفاده قرار گیرند؛ مثلاً شما می‌توانید آن‌ها را جایگزین آبگرمکن‌های گازی خانگی خود کنید. در ضمن این سلول‌ها می‌توانند در اندازه‌های متفاوت برای کاربردهای مختلف استفاده شوند. مثلاً هم می‌توانند در ابعاد بزرگ برای استفاده در نیروگاه‌ها ساخته شوند و هم می‌توانند به‌اندازه‌ای کوچک شوند که از آن‌ها به‌عنوان وسیله‌ای مثل پاور بانک برای شارژ لپ‌تاپ خود استفاده کنید

علاوه بر سلول‌های سوختی هیدروژن، توربین‌های جزر و مد نیز می‌توانند به روش دیگری برای تأمین انرژی استفاده شوند. این توربین‌ها درست مانند توربین‌های بادی معمولی هستند، با این تفاوت که نیروی خود را از پدیده جزر و مد دریا تأمین می‌کنند، این توربین‌ها بسیار بزرگ هستند؛ اما دستگاه‌های کاملا قابل‌اعتمادی برای تولید انرژی به شیوه‌ای کاملاً پاک محسوب می‌شوند و می‌تواند بخش قابل‌توجهی از نیروی موردنیاز شهرهای ساحلی را تأمین کنند.

البته متأسفانه گسترش استفاده از توربین‌های جزر و مد برخلاف توربین‌های بادی معمولی کاملاً دور از ذهن است و هیچ چشم‌اندازی برای متداول شدن این فناوری وجود ندارد. البته متداول شدن فناوری‌های تأمین انرژی دیگری که در ادامه با آن‌ها آشنا می‌شویم، محتمل‌تر است.

معرفی جذاب‌ترین فناوری‌های نوین تأمین انرژی از منابع تجدیدپذیر

احتمالاً با برخی از فناوری‌ها مثل پنل‌های خورشیدی فتوولتاییک (پنل‌های خورشیدی تبدیل‌کننده انرژی خورشیدی به الکتریسیته)، فناوری‌های مبتنی بر انرژی خورشید گرمایی (تبدیل انرژی خورشید به گرما برای گرمایش در موارد مختلف)، توربین‌های بادی کوچک و پمپ‌های حرارتی زمینی و هوایی (پمپ‌های مورداستفاده برای انتقال دما از نقطه‌ای به نقطه دیگر با دمای بیشتر) آشنا هستید؛ اما همان‌طور که گفتیم موضوع مقاله روش‌های نه‌چندان شناخته‌شده است.

رنگ خورشیدی

رنگ خورشیدی یکی از فناوری‌های نوپا در زمینه تأمین انرژی از منابع تجدیدپذیر محسوب می‌شود و در بسیاری از صنایع تبلیغات زیادی در مورد این فناوری انجام شده و بسیاری از افراد آن را تحولی بزرگ در حوزه تولید انرژی می‌دانند و یکی از جذاب‌ترین فناوری‌های مفهومی محسوب می‌شود که اصلاً اطلاع‌رسانی گسترده در مورد آن انجام نشده است.

رنگ خورشیدی همان‌طور که از نامش پیدا است، انرژی خورشید را جذب و آن را تبدیل به حرارت می‌کند. این رنگ جدید دوام بالایی دارد و می‌تواند محافظ خوبی هم باشد.

رنگ خورشیدی فناوری کاملاً جدید و تازه‌ای محسوب می‌شود و در سازمان‌ها و مکان‌های مختلف به شیوه متفاوتی اجرا شده است؛ مثلاً یکی از روش‌های ساخت استفاده از رنگ مصنوعی مولیبدن سولفید و اکسید تیتانیوم است که توسط مؤسسه سلطنتی فناوری ملبورن Royal Melbourne Institute of Technology یا RMIT مورداستفاده قرار می‌گیرد. البته این رنگ جادویی تنها در بخشی از فرآیند تولید انرژی خود، از انرژی خورشیدی استفاده می‌کند. برای تولید برق با رنگ خورشیدی، ابتدا آب بخار می‌شود، سپس رنگ به شیوه کاملاً کارآمد بخار آب را جذب و با بهره‌مندی از نور خورشید، مولکول‌های آب را تجزیه و به اجزای سازنده آن‌ها تبدیل می‌کند (عمدتاً هیدروژن و اکسیژن هستند). در مرحله بعدی رنگ با بهره‌مندی از هیدروژن حاصل شده، با روشی کاملاً پاک و بدون آلودگی، برق تولید می‌کند.

دانشگاه تورنتو در حال طراحی و ایجاد روش دیگری برای تولید برق با بهره‌مندی از رنگ خورشیدی است. در این روش از ذرات رسانا در مقیاس نانو که نقاط کوانتومی نام دارند، رنگی تهیه می‌شود که می‌تواند نور خورشید را جذب کند و آن را به جریان برق قابل‌استفاده تبدیل کند.

این ذرات کوانتومی که نام کامل آن‌ها نقطه کوانتومی فتوولتاییک کلوئیدی است، می‌توانند با هزینه بسیار کمی تولید شود و راندمان بیشتری نسبت به پنل‌های خورشیدی فتوولتائیک متداول دارند.

طبق پژوهش‌هایی که در حال حاضر انجام شده، راندمان این ذرات کوچک ۱۱ درصد بیشتر از پنل‌های فتوولتائیک موجود در بازار است. ازلحاظ تئوری استفاده از این رنگ روی هر سطحی مثل نمای خارجی ساختمان‌ها می‌تواند امکان‌پذیر باشد و روش کاملاً نامحدودی برای تولید برق با انرژی خورشیدی است.

رنگ خورشیدی تهیه‌شده با پروسکات، یکی دیگر از انواع رنگ‌های خورشیدی محسوب می‌شود که دانشمندان دانشگاه شفیلد در حال بررسی آن هستند، با استفاده از این ماده می‌توان رنگی تهیه کرد که بتوان آن را روی سطح سلول خورشیدی اسپری و یک سلول خورشیدی رنگی تهیه کرد.

ماده اصلی تشکیل‌دهنده پروسکات ماده معدنی متشکل از اکسید تیتانیوم کلسیم محسوب می‌شود که برای نخستین بار در اواسط صده 1800 کشف شد. پژوهشگران در یک دهه قبل یا همین حدود دریافتند که این ماده ویژگی‌های جالبی دارد که می‌تواند آن را به یکی از بهترین مواد برای ساخت رنگ خورشیدی کارآمد تبدیل کند یکی از بهترین مزیت‌های استفاده از پروسکات، قابلیت تهیه سلول مایع با استفاده از آن است؛ بنابراین می‌توان این سلول‌های خورشیدی کارآمد را به‌راحتی با رنگ ترکیب کرد. اگرچه این سلول‌های خورشیدی کاملاً منحصربفرد، جذاب و کارآمد هستند؛ اما قطعاً در آینده نزدیک به‌صورت تجاری عرضه نمی‌شوند.

پسمانده‌های مواد غذایی

یکی از روش‌های بالقوه جذاب و در حال رشد برای تولید انرژی از پسماندهای غذایی، بهره‌مندی از روش هضم بی‌هوازی این پسماندها است. می‌توان با تغذیه باکتری‌ها و سایر میکروب‌ها با این پسماندهای غذایی، گاز متان تولید کرد که می‌تواند برای گرمایش منازل و سایر سازمان‌های تجاری مورداستفاده قرار گیرد و مردم به این صورت می‌توانند بخشی از انرژی موردنیازشان را خودشان تأمین کنند. برای استفاده از گاز متان تولیدشده برای گرمایش، تنها کافی است کننده موجودات هضم‌کننده پسماندهای غذایی را به وسایلی مثل آبگرمکن‌های گازی متصل کنید.

با استفاده از این روش هم می‌توان به منبعی نامحدود از گاز طبیعی دست یافت و هم تولید پسماندهای غذایی و زباله‌های تر که خود می‌تواند آسیب‌های بسیار زیادی را به محیط زیست وارد کنند، کاهش می‌یابد.

این روش به‌قدری مفید به نظر می‌رسند که حتی دولتمردان برخی از کشورها هم برای تولید بیومتان دست به کار شده اند و برای این کار پوست‌های پرتغال را تجزیه و فاسد می‌کنند. خوشبختانه در حال حاضر به لطف ایجاد سیستم‌های تجاری، بهره‌مندی از این فناوری امکان‌پذیر است. سیستم‌های طراحی‌شده برای تبدیل پسماندهای غذایی و سایر مواد طبیعی به گاز متان در اندازه‌های مختلفی طراحی و ایجاد شده‌اند و می‌توان آن‌ها را در هر مکانی نصب کرد.

از این روش که روش «بیوگاز» نیز نام دارد، می‌توان برای تأمین گاز موردنیاز ساکنان مناطق محروم سراسر دنیا که به شبکه گازرسانی متصل نیستند، نیز  استفاده کرد.

روش پیزوالکتریکی

با بهره‌مندی از روش پیزوالکتریکی می‌توان فشار مکانیکی را تبدیل به برق کرد. واژه «پیزوالکتریکی» از واژه یونانی piezein به معنی «فشار دادن» گرفته شده است. برای تولید برق زیاد با استفاده از این روش، باید پوشش‌های پلیمری را که قابلیت تبدیل انرژی مکانیکی به انرژی برق را دارند، در کف مکان‌های پر رفت‌وآمد و شلوغ مثل پیاده‌روها، ساختمان‌های عمومی و مراکز خرید و مراکز تفریحی و سایر مکان‌های مشابه، قرار داد تا انرژی مکانیکی بسیار زیاد ایجادشده به دلیل رفت‌وآمد افراد به جریان برق قابل‌استفاده تبدیل شود و آن را به شبکه برق‌رسانی منتقل کرد. این طرح در کافی‌شاپی در هلند اجرا شده است.

جالب است بدانید که می‌توان سیستم‌های تبدیل‌کننده انرژی مکانیکی به برق را در گوشی‌ها و لپ‌تاپ‌ها نیز تعبیه کرد تا در هنگام تایپ با گوشی یا لپ‌تاپ، به‌راحتی آن را شارژ کنید؛ مطمئناً استفاده از این روش می‌تواند نقش چشمگیری در کاهش هزینه برق مصرفی شما داشته باشد!

انرژی هسته‌ای

مسلماً انرژی هسته‌ای یکی از منابع انرژی تجدیدپذیر کاملاً قابل‌اعتماد برای تولید برق محسوب می‌شود و باید این نوید را بدهیم که شاید در آینده بتوانید حتی در خانه خود هم از انرژی هسته‌ای بهره‌مند شوید. به‌تازگی رآکتورهای هسته‌ای ماژولار بسیار کوچکی تولید شده‌اند که به‌راحتی می‌توان آن‌ها را حمل و در هر مکانی به‌سادگی نصب کرد. این رآکتورها که دستگاه‌های از پیش‌ساخته شده‌ای محسوب می‌شوند، می‌تواند در آینده استفاده از انرژی هسته‌ای در بخش خانگی را نیز امکان‌پذیر کنند

به‌تازگی چند شرکت طراحی و تولید این رآکتورها را آغاز کرده‌اند و حتی مسئولان امر برخی از کشورها این رآکتورها را تأیید کرده‌اند، توسعه این رآکتورها رشد ثابت و پایداری دارد و تخمین زده شده است عرضه آن‌ها تا ۱۰ سال دیگر به‌صورت رسمی و تجاری آغاز شود.

اندازه این رآکتورهای هسته‌ای به‌گونه‌ای است که بتوان آن‌ها را با کامیون به‌راحتی حمل کرد. رآکتورهای هسته‌ای می‌توانند در بسیاری از مکان‌ها ازجمله مکان‌های تجاری و سایت‌های نظامی برای تأمین بخشی از برق موردنیاز مورداستفاده قرار گیرند. بدون تردید برخورداری این آکتورها از امنیت بسیار بالا، اهمیت زیادی دارد؛ اما بابت موضوع اصلاً نباید نگران باشید؛ زیرا اکثر این رآکتورها (یا شاید همه آن‌ها) دارای قابلیت‌های ایمنی بسیار پیشرفته‌ای هستند که باعث می‌شود هنگام وجود یک مشکل یا خطر، فعالیتشان متوقف شود و خاموش شوند.

در این رآکتورها با استفاده از یک سیستم، از انرژی جاذبه زمین برای به حرکت درآوردن میله‌های کنترل رآکتور استفاده می‌شود. بسیاری از این رآکتورهای کوچک در حال طراحی می‌توانند خود را تنظیم کنند و نیازی نیست مهندسان متخصص وضعیت آن ها را دائماً کنترل کنند.

این رآکتورهای کوچک می‌توانند بین ۵۰ تا ۳۰۰ مگابایت برق تولید کنند که در مقایسه با برق تولیدی هزار مگاواتی توسط رآکتورهای بزرگ متداول، میزان خوبی محسوب می‌شود. در ضمن این رآکتورها در حین فعالیتشان حرارت قابل‌توجهی تولید می‌کنند که می‌توانند جمع‌آوری و برای گرمایش، گرم کردن آب و به حرکت درآوردن توربین‌ها برای تولید الکتریسیته استفاده شود.

چنین رآکتورهایی می‌توانند مستقیماً برای تأمین گرمایش و برق موردنیاز استفاده شوند و می‌توانند به‌عنوان تجهیزات مکمل و کمکی‌ در کنار سایر زیرساخت‌های تولید برق از سایر منابع انرژی تجدیدپذیر مثل سایت‌های توربین بادی یا سایت‌های پنل‌های خورشیدی، نیز مورداستفاده قرار گیرند. این رآکتورها می‌توانند در هنگام رخ دادن فجایای طبیعی و انسانی، نیز به‌عنوان منبع قابل‌اعتماد برای تولید برق استفاده شوند.

رآکتورهای هسته‌ای می‌توانند بدون نیاز به سوخت‌گیری مجدد فعالیت کند و طوری طراحی شده‌اند که امنیت بسیار بالایی داشته باشند و در هنگام جابه‌جایی یا تعویض آن‌ها هیچ مشکلی رخ نمی‌دهد. جالب است بدانید که برخی از این دستگاه‌ها طوری طراحی شده‌اند که بتوانند با ضایعات هسته‌ای تولیدشده توسط رآکتورهای بزرگ در نیروگاه‌های هسته‌ای نیز بدون هیچ مشکلی کار کنند.

اگر کارآمد بودن رآکتورهای کوچک در طول سال‌های آتی ثابت شود، می‌توان در آینده از این دستگاه‌ها برای تأمین گرمایش و برق موردنیاز منازل، به‌صورت مستقیم و غیرمستقیم استفاده کرد.

پنجره‌های خورشیدی

پنجره‌های خورشیدی که ظاهر آن‌ها هیچ تفاوتی با پنجره‌های معمولی ندارد، می‌توانند با جذب نور خورشید آن را تبدیل به انرژی برق کندن. امروز در بخش قابل‌توجهی از ساختمان‌ها، منازل و سایر مکان‌ها از پنجره و شیشه استفاده شده است؛ بنابراین این روش روش‌های کاملاً ایدئال و راحتی برای تولید برق با انرژی خورشیدی محسوب می‌شود. این روش برای افرادی که نمی‌خواهند ظاهر ساختمان‌های خود را با پنل‌های خورشیدی خراب کنند، نیز روش بسیار مناسبی محسوب می‌شود. در ضمن این پنجره‌ها طبیعتاً از ورود اشعه‌های مادون‌قرمز یا فرابنفش به داخل ساختمان جلوگیری و با تبدیل این اشعه‌ها به برق، به بهینه‌ترین شکل ممکن از آن‌ها استفاده می‌کنند.

برای تولید برق خورشیدی از طریق پنجره‌ها، حتماً لازم نیست پنجره‌های ساختمان خود را تعویض و از پنجره‌های خورشیدی استفاده کنید، شما می‌توانید  با قرار دادن یک لایه فتوولتاییک شفاف با قابلیت تبدیل انرژی خورشیدی به برق، روی پنجره‌های خانه خود، تمام پنجره‌ها را بدون تغییر ظاهر آن‌ها به پنجره‌های خورشیدی تبدیل کنید. این لایه‌های که نمونه‌ای از آن‌ها توسط شرکت نکست انرژی تکنولوژی (NEXT Energy Technologies)تولید شده است، به‌راحتی روی پنجره نصب می‌شوند.

طبق گفته شرکت سازنده این لایه‌های فولتاییک، نخستین نسل این لایه‌ها می‌توانند ۱۰ تا ۲۰ درصد انرژی موردنیاز هر مکانی را با نیروی خورشیدی تولید کنند، بدون تردید این روش شیوه کارآمدی برای تولید برق خورشیدی محسوب می‌شود.

در بررسی این محصول توسط گروهی مستقل و بی‌طرف مشخص شد که میزان راندمان آن در تولید برق 15 درصد است.

شرکت سولار گپز (SolarGaps) نیز روش دیگری برای تولید برق خورشیدی با استفاده از پنجره ابداع کرده است.

این شرکت توانسته با قرار دادن نوع خاصی از پرده در مقابل پنجره، تولید برق خورشیدی از طریق پنجره را دو برابر برق تولیدی پنل‌های فتوولتائیک متداول کند.

از این پرده‌ها که از قابلیت رهگیری حرکت نور خورشید به‌منظور به حداکثر رساندن میزان تولید برق برخوردار هستند، می‌توان در هر ساختمانی استفاده کرد. طبق گفته شرکت سازنده، هر مترمربع از این پرده نصب شده می‌تواند در هر ساعت 100 وات برق تولید کند.

پرده باید در قسمت بیرونی پنجره شود؛ اما نباید نگران دوام آن باشید؛ زیرا احتمالاً حداقل ۱۰ سال قابل‌استفاده خواهد بود. یکی از مزایای بسیار خوب این پرده، امکان کنترل از راه دور آن هم با اپلیکیشن‌های اندرویدی و iOS است. در ضمن با نصب پرده‌ها دمای فضای داخل ساختمان در گرم‌ترین روزهای تابستان کاهش می‌یابد که منجر به کاهش انرژی موردنیاز برای سرمایش و درنتیجه هزینه سرمایش می‌شود. در ضمن این پرده‌ها ضخیم هستند و از ورود نور خورشید به داخل ساختمان و افزایش ناخواسته دمای آن جلوگیری می‌کند

سلول سوختی میکروبی

سلول سوختی میکروبی یا پیل سوختی میکروبی یکی دیگر از فناوری‌های نسبتاً جدید برای تولید برق از منابع تجدید پذیر محسوب می‌شوند. تولید برق با استفاده از این پیل‌های سوختی با روش هضم بی‌هوازی برای تولید گاز متان از پسماندهای غذایی که قبلاً در مورد آن‌ها توضیح دادیم، شبیه است. سلول‌های سوختی میکروبی برای تولید برق تنها از میکروب‌های موجود در مکان‌های مختلف استفاده می‌کند. در این سلول‌ها از یک جفت الکترود با طراحی خاص برای دریافت و انتقال الکترون‌های تولیدشده توسط میکرون‌ها، استفاده می‌شود. اگرچه سلول‌ سوختی میکروبی، فناوری کاملاً جدیدی نیست؛ اما به جرات می‌توان گفت توانایی‌های بالقوه بسیار زیادی دارد که می‌توان در آینده از آن‌ها بهره‌مند شد.

در این سلول‌ها که می‌توان آن‌ها را سلول‌های بیو الکترونیکی شیمیایی نامید، از نوع خاصی از میکروارگانیسم‌ها استفاده شده که می‌توانند در فلز هم به تنفس خود ادامه دهند. آن‌ها در این فرآیند الکترون‌های آزادی را نیز به‌صورت ناخواسته تولید می‌کنند که می‌توان آن‌ها را جمع‌آوری و برای تولید انرژی استفاده کرد؛ بنابراین سلول‌های سوختی میکروبی می‌توانند منبعی از انرژی تجدیدپذیر نامحدود را در اختیار ما قرار دهند.

بهترین مزیت این نوع از سلول‌های سوختی این است که می‌توان برای تولید انرژی با آن‌ها، این سلول‌ها را تنها با پساب پر کرد. متأسفانه در حال حاضر سلول‌های سوختی میکروبی تنها در اندازه کوچک تولید شده‌اند و تنها می‌توانند انرژی موردنیاز وسایل الکترونیکی کوچک و بسیار کم‌مصرف مثل لامپ‌های LED را تامین کنند.

اگر روزی این فناوری پیشرفته‌تر شود و سلول‌های سوختی میکروبی در اندازه‌های بزرگ‌تری تولید شوند، می‌تواند به ابزاری بسیار کارآمد و مبتکرانه‌ای برای تأمین برق موردنیاز ساختمان‌ها به‌صورت رایگان تبدیل شوند.

سوخت خورشیدی

سوخت خورشیدی می‌تواند فناوری مبتکرانه دیگری برای بهره‌مندی از انرژی خورشیدی باشد. این فناوری که هنوز در مرحله تحقیق و پژوهش است، بر پایه استفاده از انرژی برای تبدیل دی‌اکسید کربن و آب به سوختی متشکل از هیدروژن، طراحی و ایجاد شده است. سوخت هیدروژنی به‌دست‌آمده از این روش می‌تواند برای تأمین سوخت موردنیاز موتورهای احتراقی متداول مورداستفاده قرار گیرد.

این روش دقیقاً مانند روشی است که گیاهان میلیون‌ها سال برای تأمین نیروی موردنیاز خود از آن استفاده می‌کنند. سوخت خورشیدی هم می‌تواند به میزان گسترده و هم به میزان کم برای تأمین نیروی موردنیاز منازل استفاده شود.

در ضمن سوخت خورشیدی تولیدشده با این روش را هم می توان بلافاصله پس از تولید شدن مصرف کرد و هم می‌توان آن را ذخیره کرد. در پژوهشی که توسط اعضای پژوهشی گراسمن آم ای تی (MIT’s Grossman Group) به درخواست کارمندان لابراتوار نوسرای هاروارد (Harvard’s Nocera Lab) و همچنین پژوهش انجام شده توسط موسسه پژوهشی انرژی فرونتیر (North Carolina’s Energy Frontier) در دهه اخیر یا همین حدود وعده‌هایی در مورد امکان‌پذیر شدن  بهره‌مندی از این فناوری داده‌اند.

می‌توان با ایجاد سیستمی که می‌تواند به‌صورت بالقوه سیستم تجاری قابل رشدی شود، دی‌اکسید کربن را از هوا استخراج و آن را به اجزای سازنده‌اش که عمدتاً اتم‌های کربن هستند، تجزیه کرد. سپس در مرحله بعدی ‌اتم‌های هیدروژن از مولکول آب جدا و با اتم‌های کربن ترکیب می‌شوند تا سوخت نهایی به دست آید.

اگر روشی برای بهره‌مندی از این فناوری در مقیاسی گسترده ایجاد شود، می‌توان تا زمانی که خورشید می‌درخشد، سوخت خورشیدی تولید و با آن نیروی موتورهای هیدروژنی را تأمین کرد.

فناوری سوخت خورشیدی هنوز در ابتدای راه قرار دارد؛ اما این موضوع مانع رشد آن نمی‌شود و شاید در آینده به یکی از روش‌های تأمین انرژی در اکثر کشورها تبدیل شود

قدرت بدنی انسان

قدرت بدنی انسان از ابتدای پیدایش گونه‌‌های مختلف مختلف بشر تاکنون، همیشه یکی از منابع اصلی تأمین انرژی موردنیاز بوده، اما امروزه تا میزان بسیار زیادی با انرژی شیمیایی و هسته‌ای جایگزین شده است؛ اما هنوز هم می‌تواند به‌عنوان یک منبع انرژی سهل‌الوصول در همه مکان‌ها مورداستفاده قرار گیرد

توسعه بهره‌مندی از این منبع انرژی نه‌تنها تأثیرگذار، بلکه می‌تواند کاملاً شگفت‌انگیز باشد. در حال حاضر در بسیاری از مواقع هیچ استفاده‌ای از قدرت بدنی انسان نمی‌شود، اما می‌توان با تجمیع نیروی تولیدشده ناشی از فعالیت‌های بدنی انسان،  منبع خوب و قابل‌اعتمادی از نیرویی کاملاً رایگان و بدون دردسر ایجاد کرد و در موارد مختلف از آن بهره‌مند شد؛ مثلاً می‌توان در ساختمان‌های مسکونی یا برای حمل وسایل مختلف از این نیروی کاملاً رایگان  استفاده کرد.

همچنین می‌توان علاوه بر استفاده از تجهیزات پیزوالکتریکی برای استفاده از قدرت بدن انسان ( که قبلاً با آن‌ها آشنا شدیم)، از گرمای تولیدشده توسط بدن انسان در حین فعالیت‌های روزمره‌اش نیز برای تولید انرژی بهره گرفت.

در ضمن بهره‌مندی از نیروی انسانی می‌تواند ایده ساخت باتری‌های انسانی را نیز در ذهن پژوهشگران و دانشمندان ایجاد کند (در برخی از فیلم‌ها مانند فیلم ماتریکس باتری‌های انسانی نمایش داده شده‌اند). به‌هرحال با تمام این روش‌ها می‌توان بدون پرداخت هیچ‌گونه هزینه و بدون اینکه خللی در زندگی روزمره ایجاد شود، نیرو تولید کنیم؛ البته طبیعتا نیروی موردنیاز بدن برای تولید نیرو باید تأمین شود که هر کسی با غذا خوردن این کار را می‌کند!

بدون تردید ممکن است در آینده گجت‌ها و وسایل مختلفی برای بهره‌مندی از نیروی بدن انسان تولید و چنین وسایلی کاملاً معمول و متداول شوند؛ از لباس‌های دارای طراحی خاص با قابلیت تبدیل انرژی جنبشی به برق گرفته تا فناوری‌های مختلفی که برای جمع‌آوری، تجمیع و استفاده مجدد از انرژی حرارتی ایجادشده توسط بدن انسان که در ۲۴ ساعت شبانه‌روز تولید می‌شود.

یکی از گجت‌های جالب طراحی‌شده برای بهره‌مندی از نیروی بدن انسان، دستبند خاصی با یک مولد ترموالکتریک است که در حال حاضر می‌تواند حرارت بدن را به جریان الکتریسیته کافی برای روشن کردن یک لامپ LED تبدیل کند؛ اما اگر چنین گجتی در آینده پیشرفت کند، ممکن است بتواند نیروی موردنیاز برای شارژ کردن یا روشن نگه‌داشتن وسایل کوچک دیگری مثل ساعت‌های هوشمند را نیز تأمین کند.

حرارت ایجادشده توسط بدن می‌تواند به شیوه‌های دیگری نیز مورداستفاده قرار گیرد؛ مثلاً می‌توان نیروی تجهیزات پزشکی نصب‌شده در بدن مثل ضربان‌ساز و حتی وسایل غیرپزشکی دیگری مثل ربات‌ها را نیز از طریق این روش تأمین کرد.

استفاده از چنین فناوری‌هایی می‌تواند وسایل کاشته شدن در بدن را از باتری بی‌نیاز کند. قطعاً فناوری بهره‌مندی از حرارت بدن توانایی‌های بالقوه بیشتری دارد و ازلحاظ تئوری با استفاده از آن می‌توان نیروی دستگاه‌های مختلف کاشته‌شده در بدن یا گجت‌های پوشیدنی متعددی را تأمین کند.

هر یک از منابع انرژی مذکور می‌توانند آینده تولید انرژی از منابع انرژی تجدیدپذیر را متحول کنند. بشر با استفاده از این منابع می‌تواند وابستگی خود به منابع سوخت فسیلی را تا جای ممکن کاهش دهد تا کاهش ذخایر این سوخت‌ها  دیگر مانند قبل کابوس بزرگی برای بشریت نباشد. در ضمن استفاده از این روش‌ها می‌تواند تولید جهانی اکسید کربن را تا جای ممکن کاهش دهد و پدیده‌هایی مثل گرم شدن جهانی دیگر بلای جان محیط‌زیست سیاره ما نخواهد بود. در پایان باید بگوییم این منابع، انرژی ارزان، پاک و نامحدودی در اختیار ما قرار می‌دهند که یکی از اهداف بزرگ جوامع بشری است.