Vaclav Smil: एक अलौकिक बुद्धिमत्ता च्या कल्पना जे ग्रह वाचवू शकतात

Vaclav Smil, कल्पना ज्या जग बदलू शकतात

पर्यावरणप्रेमींनी मार्ग काढला व्हॅकलाव स्मित, कॅनडातील मॅनिटोबा विद्यापीठातील संशोधक, पुस्तकाचे लेखक "आविष्कार आणि नवकल्पना: हायप आणि अपयशाचा संक्षिप्त इतिहास", ज्यामध्ये, विलक्षण आणि अप्राप्य शोधांचे वचन देणाऱ्यांवर अविश्वास टाकून, त्याने जगाला वाचवण्यासाठी आपली "इच्छा यादी" सांगितले, त्याचे पाय वास्तवाकडे वळले. त्यांनी ऊर्जा, पर्यावरण आणि तंत्रज्ञानावर 40 हून अधिक पुस्तके आणि जवळपास 500 लेख लिहिले आहेत.. 2010 मध्ये त्यांना फॉरेन पॉलिसी मासिकाने टॉप 100 ग्लोबल थिंकर्सपैकी एक म्हणून नाव दिले आणि 2014 मध्ये ते ऑर्डर ऑफ कॅनडाचे सदस्य झाले. Einaudi साठी प्रकाशित आकडे खोटे बोलत नाहीत. जग समजून घेण्यासाठी छोट्या कथा (2021 आणि 2023) आणि जग खरोखर कसे कार्य करते. ऊर्जा, अन्न, पर्यावरण, कच्चा माल: विज्ञानाकडून उत्तरे (2023).

"माझ्या मते मुख्य नवीनता - ते स्पष्ट करतात - समस्यांच्या मालिकेचा संदर्भ घ्या ज्यांना आपण तातडीने संबोधित केले पाहिजे. ते लक्ष केंद्रित करतात ज्या क्षेत्रांचा मानवी कल्याण आणि पर्यावरणावर सर्वाधिक परिणाम होईल आणि जिथे आधीच ज्ञानाचा खजिना आहे.

तुम्हाला आत्ता खरोखर कशाची गरज आहे?

वाहतुकीसाठी जीवाश्म इंधनापासून मुक्त व्हा आणि यासाठी तुम्हाला सुपर-बॅटरी आवश्यक आहेत, वाहतुकीच्या साधनांसाठी पुरेशी वीज साठवण्यासाठी अधिक कार्यक्षम: लिथियम आयन बॅटरीआज इलेक्ट्रिक कार, सेल फोन, लॅपटॉप आणि इतर पोर्टेबल इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांना उर्जा देण्यासाठी वापरली जाते, ती सध्या तुमची सर्वोत्तम निवड आहेत. बाजारातील सर्वोत्तम प्रकाराची ऊर्जा घनता 755 Wh/l आहे, आणि दरम्यान, Californian Amprius Technologies 1150 Wh/l संचयित करण्यास सक्षम असलेल्या लिथियम बॅटरीची नवीन पिढी विकसित करत आहे.

लिथियम आयन बॅटरी अधिकाधिक का वापरल्या जातात?

उदाहरण म्हणून इलेक्ट्रिक सायकलच्या लिथियम आयन बॅटरी घेऊ.

लिथियम आयन (Li-Ion) बॅटरी आता इलेक्ट्रिक सायकलींच्या जगात सर्वाधिक वापरले जाणारे तंत्रज्ञान आहे, त्यांच्यामुळे पॉवर-टू-वेट रेशो, एकाच रिचार्जवर लांब अंतर प्रवास करू शकतो, क्लासिक लीड बॅटरीचे वजन 60% ने कमी करणे.

त्यांच्याकडे खूप कमी स्वयं-डिस्चार्ज आहे आणि वारंवार रिचार्जिंगमुळे तथाकथित "मेमरी प्रभाव" नाही. अंतर्गत नियंत्रण एकक (BMS) प्रत्येक सेलचे व्होल्टेज डिस्चार्ज आणि चार्ज या दोन्ही टप्प्यांमध्ये व्यवस्थापित करते, जेणेकरून संपूर्ण बॅटरी पॅक खराब होऊ नये.

उर्जा दरम्यान संघर्ष

आणि तरीही, सुधारणा असूनही, बॅटरीची उर्जा घनता द्रव इंधनापेक्षा खूपच कमी आहे जी अजूनही वाहतुकीवर वर्चस्व गाजवते: गॅसोलीन 9600 Wh/l, जेट केरोसीन 10.300 Wh/l. डिझेल आणि 10.700 Wh/l. त्यामुळे, बॅटरी आणि जीवाश्म इंधन यांच्यातील ऊर्जा घनता यांच्यातील अंतर भरून काढणे शक्य झाले पाहिजे..

गेल्या 50 वर्षांत, वापरात असलेल्या बॅटरीची कमाल ऊर्जा घनता पाचपट वाढली आहे. पुढील 50 वर्षांसाठी हा दर कायम ठेवल्यास, आम्ही 3750 Wh/l वर पोहोचू. एक परिणाम ज्यामुळे इलेक्ट्रिक वाहनांसह रस्ते आणि समुद्रमार्गे जड वाहतूक सुलभ होईल आणि जे विद्युत-शक्तीच्या बोईंग 787 ला उर्जा देण्यासाठी अद्याप अपुरे असेल.

शेंगांची शक्ती

शेतीसाठी, ती शाश्वत हवी असेल, तर आव्हान काही कमी नाही. पाण्याचा वापर, जमिनीचा वापर आणि प्रदूषित नायट्रोजनयुक्त खते सोडल्यामुळे खूप जास्त परिणाम होणारी ही क्रिया आहे. स्माइलच्या मते, एक प्रमुख नवकल्पना, रासायनिक खतांची गरज नसलेल्या वनस्पती विकसित करण्याची क्षमता असेल (2020 मध्ये, शेतजमिनीला 113 दशलक्ष टन मिळाले, 40 पेक्षा 2000% जास्त): ते शेंगाप्रमाणे नैसर्गिकरित्या नायट्रेट्स शोषण्यास सक्षम आहेत करतात, जे मुळांशी जोडलेल्या सहजीवन सूक्ष्मजीवांचा फायदा घेतात. की असेल शेंगांचे जनुक वेगळे करणे जे नायट्रोजनचे निर्धारण करण्यास अनुमती देतात आणि त्यांना अन्नधान्य आणि भाजीपाला वनस्पतींमध्ये स्थानांतरित करतात.

उत्पादक प्रकाशसंश्लेषण

आम्हाला अधिक उत्पादनक्षम प्रकाशसंश्लेषण देखील आवश्यक आहे - सौर उर्जेचे बायोमासमध्ये रूपांतर करण्यात वनस्पती खरोखरच अकार्यक्षम आहेत. वनस्पतीपर्यंत पोहोचणाऱ्या सौर विकिरणांपैकी केवळ अर्धा भाग प्रकाशसंश्लेषणातच वापरता येतो., पानांनी परावर्तित होणारा प्रकाश वजा केल्यानंतर 44% पर्यंत घसरणारी टक्केवारी. टप्प्याटप्प्याने, शेवटी असा अंदाज आहे की केवळ 4,5% सौर उर्जेचे कर्बोदकांमधे रूपांतर होते.

त्यामुळे, तुलनेने थोडीशी सुधारणा देखील पीक उत्पादनात मोठा फरक करेल आणि परिणामी, 10.000 पर्यंत 2050 अब्ज लोकसंख्येपर्यंत पोहोचू शकणाऱ्या लोकसंख्येला पुरेशा प्रमाणात अन्न पुरवण्यासाठी अन्नाच्या जागतिक उपलब्धतेमध्ये. बायोमास संश्लेषण प्रक्रिया सुधारणे, उदाहरणार्थ, पाणी आणि पोषक द्रव्ये गोळा करण्यात मुळे अधिक कार्यक्षम बनवणाऱ्या जनुकांची ओळख करून आणि नंतर त्यांना स्वारस्य मानल्या जाणार्‍या सर्व वनस्पतींच्या DNA मध्ये समाविष्ट करून. अधिक उत्पादन आणि जलद वाढीसह झाडे निवडणे देखील आवश्यक आहे.

Vaclav Smil आणि स्वत: ची स्वच्छता फोटोव्होल्टेइक प्रणालीचा भ्रम

अक्षय थीम, प्रत्येकाच्या आवाक्यात. स्मिल स्वयं-स्वच्छता फोटोव्होल्टेइक प्रणालींचा विचार करते, जे भिंतींवर पेंट म्हणून आणि इमारतींच्या खिडक्यांच्या काचेच्या रूपात लागू केले जाऊ शकते. सौर ऊर्जेचे विजेमध्ये रूपांतर करणारी फोटोव्होल्टेइक प्रणाली कोणत्याही सनी ठिकाणी स्थापित केली जाऊ शकते. सर्वात प्रगत आवृत्त्या किमान 20 वर्षे त्यांचे कार्यप्रदर्शन टिकवून ठेवतात.

त्यामुळे या प्रणालींसह शहरे गालिचे बनवणे हा आदर्श ठरेल, डीफोटोव्होल्टेइक कोटिंग्जची विल्हेवाट लावणे कोणत्याही शहरी पृष्ठभागावर लागू करण्यासाठी, स्थानिक नेटवर्कमध्ये उत्पादित वीज सादर करण्यासाठी. साहजिकच, जर हे लाइनर स्वत: ची साफसफाई करत असतील तर ते गेमप्ले आहे, त्यामुळे ते कालांतराने कार्यरत राहतात.

आम्ही Vaclav Smil च्या स्वप्नाच्या जवळ येत आहोत: वीज निर्माण करणाऱ्या सौर खिडक्या आधीच बाजारात आहेत. एक प्रतीकात्मक उदाहरण म्हणजे पिल्किंग्टन कंपनी, जी स्वयं-स्वच्छता करणाऱ्या खिडक्या तयार करते ज्यांचे फोटोकॅटॅलिटिक कोटिंग्स सूर्यप्रकाशावर प्रतिक्रिया देऊन तुटतात आणि घाण विरघळतात. या सामुग्रीला परवडण्याजोगे आणि सर्वांच्या आवाक्यात येण्याजोगे बनवणे ही पुढील पायरी असेल.

फोटोव्होल्टेइक ग्लासची सुरुवात...

La फोटोव्होल्टेइक ग्लासचा इतिहास तीन वर्षांपूर्वी सुरुवात झाली, जेव्हा येथील पदार्थ विज्ञान विभागातील संशोधन पथक मिलानो-बिकोका विद्यापीठ अनेकांना विज्ञानकथा वाटेल असे उपक्रम हाती घेण्यात तो यशस्वी झाला. संघाने सक्षम फोटोव्होल्टेइक ग्लासच्या आगमनाची घोषणा केली प्रकाशाद्वारे वीज निर्मिती .

या प्रकारच्या सोलर सिस्टीमला मोठ्या इमारतींच्या आणि त्यापुढील इमारतींच्या आर्किटेक्चरमध्ये अखंडपणे समाकलित केले जाऊ शकते. साध्या काचेचा फरक च्या व्यतिरिक्त मध्ये lies ऑप्टिकली सक्रिय साहित्य , नॅनोस्फियर्स जे प्रकाश शोषून घेतात आणि ऊर्जा म्हणून पुन्हा उत्सर्जित करतात. प्लेट्स ए मध्ये घातल्या जातात ट्रिपल लेयर दुहेरी ग्लेझिंग आणि थर्मो-अकॉस्टिक इन्सुलेशन आणि आसपासच्या वातावरणापासून फोटोव्होल्टेइक उपकरणाच्या संरक्षणाची हमी देते.

फोटोव्होल्टेइक विंडोचे फायदे काय आहेत?

विंडोज काचेसह पी एकात्मिक अनेक फायदे देतात, खरं तर ते संरचना आहेत जोरदार स्थिर, प्रतिकारावर कोणताही नकारात्मक प्रभाव न पडता. याव्यतिरिक्त, ते घराच्या नैसर्गिक विकिरणांना जास्त प्रमाणात कमी करत नाहीत, कारण ते हमी देतात 80% पर्यंत पारदर्शकता. त्याउलट, ते बर्‍यापैकी उच्च कार्यप्रदर्शन सुनिश्चित करतात, ते तयार केले जातात पर्यावरणीय साहित्य, कमी खर्चात आणि तुमच्या घरात जास्त ऊर्जा बचत करण्याची अनुमती द्या.

फोटोव्होल्टेइक ग्लासचे तोटे काय आहेत?

कोणत्याही उत्पादनाप्रमाणे, फोटोव्होल्टेइक ग्लासमध्ये देखील त्याचे दोष आहेत. नंतरचे दृष्टीने पाहिले जाऊ शकते कार्यक्षमता , खरेतर पारंपारिक फोटोव्होल्टेइक प्रणाली सौर किरणोत्सर्गानुसार ओरिएंटेड आणि झुकलेली असू शकते. फोटोव्होल्टेइक खिडक्या, तथापि, नेहमी सरळ उभे रहा आणि ही स्थिती क्लासिक पॅनेल प्रणालीच्या तुलनेत ऊर्जा उत्पादन कमी करते.

वास्तविक हिरवे प्लास्टिक

आम्हाला खरोखर "हिरवे" प्लास्टिक देखील आवश्यक आहे. प्लास्टिकचे जागतिक उत्पादन वर्षाला सुमारे 400 दशलक्ष टन आहे, जे जवळजवळ सर्व लँडफिलमध्ये संपते. केवळ अल्पसंख्याक भागाचा पुनर्वापर केला जातो आणि यासाठी, स्मिलचे निरीक्षण आहे, औद्योगिक स्तरावर आणि कमी किमतीच्या प्रक्रियेसह खरोखर बायोडिग्रेडेबल प्लास्टिक तयार करणे आवश्यक आहे, उदाहरणार्थ, टाकाऊ पदार्थांपासून बनवलेले किंवा सूक्ष्मजीवांद्वारे उत्पादित.

ग्रह ताप

ग्रहांच्या तापाविरुद्ध - विद्वान जोडतात - हे नाकारता येत नाही की, एके दिवशी, आपल्याला "महाकाय सनशेड" चा अवलंब करावा लागेल, जो अंतराळात लागू होईल आणि 1 ते 2% सूर्यप्रकाश वळवण्यास सक्षम असेल. हा अडथळा सुमारे 1,5 दशलक्ष किलोमीटर अंतरावर, सूर्य आणि पृथ्वीच्या दरम्यानच्या बिंदूवर उभा करावा लागेल जेथे संरचना स्थिर स्थितीत राहण्यासाठी त्यांच्या गुरुत्वाकर्षण शक्ती एकमेकांना रद्द करतात. या क्षणी, ही एक विवादास्पद आणि महाग संभावना आहे आणि जर CO2 उत्सर्जन पुरेसे कमी झाले नाही तर स्मिल याला "विनोद" म्हणून पाहते.

पण व्हॅक्लाव स्मिलसाठी एवढेच नाही...

तातडीच्या आणि संभाव्य नवकल्पना इथेच संपत नाहीत, असा निष्कर्ष स्माइलने काढला. तंत्रज्ञान आणि सर्जनशीलता या क्षणाच्या महान नाटकाचे निराकरण करण्यासाठी कसे निर्णायक ठरू शकते याचे शांततेचे वर्णन करण्याचे त्यांचे पुस्तक आहे: हवामान बदल.