Για να μην ανέβει η παγκόσμια θερμοκρασία πάνω από 1,5 βαθμούς Κελσίου, Πρέπει να μειώσουμε τις εκπομπές στο μισό έως το 2035 – παρόλο που πιθανότατα θα πετύχουμε άλλο ένα ρεκόρ για την καύση ορυκτών καυσίμων φέτος. Ωστόσο, η λαμπρή μηχανική που επιδείχθηκε στα φετινά νικητήρια έργα παρέχει ελπίδα ότι μπορούμε να ανταποκριθούμε στην πρόκληση. Ένα νέο είδος θερμικής μπαταρίας θα μας επιτρέψει να απελευθερώσουμε τη θερμότητα που τροφοδοτεί τις βιομηχανικές διεργασίες πίσω από τα πάντα, από τσιμέντο έως χημικά. Τα πρόσφατα φθηνά λέιζερ βοηθούν στη μετατροπή του μεταλλεύματος σε καθαρό σίδηρο για την παραγωγή χάλυβα με χρήση ανανεώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας. Οι διατροφικές προκλήσεις έχουν δημιουργήσει διαφορετικούς τύπους καινοτομίας: Αντί να μεταφέρετε γεωργικά απόβλητα για να αποσυντεθούν στη χωματερή, γιατί να μην δημιουργήσετε ένα ρομπότ τύπου θεριζοαλωνιστικής μηχανής που μπορεί να τα επεξεργαστεί σε βιοκάρβουνο που δεσμεύει άνθρακα και εμπλουτίζει το έδαφος; Για την καταπολέμηση των παρασίτων, μια τεχνική που ονομάζεται παρεμβολή mRNA επιτρέπει στους βιομηχανικούς να δημιουργήσουν ένα δηλητήριο ακριβείας για ένα ιδιαίτερα ενοχλητικό σκαθάρι. Το πιο θαυματουργό επίτευγμα στο φαγητό φέτος μπορεί να είναι ένα vegan τυρί με τεχνητή νοημοσύνη που είναι πραγματικά νόστιμο.
(Σημείωση συντάκτη: Αυτή είναι μια ενότητα από τα 37α ετήσια βραβεία Best of What’s New του Popular Science. Φροντίστε να διαβάσετε την πλήρη λίστα με τις 50 μεγαλύτερες καινοτομίες του 2024.)
Νικητής του Μεγάλου Βραβείου
Θερμική μπαταρία «firebrick» Joule Hive από την Electrified Thermal Solutions (ETS): Ένα καθαρότερο πυρότουβλο του 21ου αιώνα
Μάθετε περισσότερα
Αν και το κόστος της αιολικής και της ηλιακής ενέργειας μειώνεται, το κόστος των μπαταριών παραμένει ένα εμπόδιο για την απαλλαγή της οικονομίας από τον άνθρακα. Εξάλλου, ο ήλιος δεν λάμπει πάντα και ο άνεμος δεν φυσάει πάντα. Αυτό το ζήτημα είναι ιδιαίτερα προβληματικό για βαριές βιομηχανίες όπως η παραγωγή τσιμέντου, χάλυβας, γυαλιού και χημικών προϊόντων, οι οποίες απαιτούν πολύ υψηλές θερμοκρασίες και συνήθως διατηρούν τους φούρνους σε λειτουργία 24/7. Η καύση ορυκτών καυσίμων για την παραγωγή θερμότητας για τη βαριά βιομηχανία οφείλεται περίπου το 17% των παγκόσμιων εκπομπών CO2.
Μια εντυπωσιακή λύση σε αυτό το πρόβλημα είναι το Joule Hive, μια εφαρμογή του 21ου αιώνα μιας τεχνολογίας που χρονολογείται από την Εποχή του Χαλκού: τα πυρότουβλα, που αποθηκεύουν θερμότητα σε μονωμένες κατασκευές. Η κυψέλη Joule χρησιμοποιεί καθαρό ηλεκτρισμό για να διατηρήσει θερμοκρασίες έως και 3.270 βαθμούς Φαρενάιτ σε ένα κουτί μεγέθους κοντέινερ γεμάτο καυτά κεραμικά τούβλα. Τα κανάλια στο κουτί εκπέμπουν θερμότητα στις εργοστασιακές διεργασίες μέσω ενός ρεύματος κρύου αέρα, το οποίο το Joule Hive θερμαίνει σε θερμοκρασίες σχεδόν φλόγας. Σχεδόν δέκα χρόνια έρευνας στο MIT οδήγησαν σε μικροαλλαγές οξειδίων μετάλλων για να λειτουργήσουν ως πυρότουβλα Joule Hive. Αυτά τα τούβλα αποτελούνται από ορισμένες ενώσεις που είναι ηλεκτρικά αγώγιμες, διάσπαρτες με άλλες που παρέχουν μόνωση για τη συγκράτηση της θερμότητας.
Σε αντίθεση με την παλιά σας τοστιέρα, στην οποία ο ηλεκτρισμός συνδυάζεται με την οξείδωση από τον αέρα και τελικά καεί το θερμαντικό στοιχείο, τα πυρότουβλα Joule Hive είναι ήδη οξειδωμένα. Αυτή η τεχνολογία υψηλής τεχνολογίας στην αρχαία τεχνολογία επιτρέπει στο Joule Hive να φτάσει σε υψηλότερες θερμοκρασίες και απαιτεί λιγότερη συντήρηση από τους ανταγωνιστές. Μια πρόσφατη μελέτη του Stanford διαπίστωσε ότι εάν αναπτυχθούν ευρέως σε όλο τον κόσμο, τα πυρότουβλα που θερμαίνονται μέσω ανανεώσιμης ηλεκτρικής ενέργειας θα μπορούσαν εξάλειψη του 90% των ορυκτών καυσίμων που καίει η βαριά βιομηχανία για θερμότητα. Για την πρώτη εγκατάσταση εμπορικής κλίμακας, το ETS θα εγκαταστήσει ένα Joule Hive στο Southwest Research Institute του San Antonio το 2025.
Κινητό ρομπότ αγροκτήματος βιοαπανθράκων από την Applied Carbon: Συγκεντρώνει γεωργικά απόβλητα και τα μετατρέπει σε βιοκάρβουνο στο χωράφι
Μάθετε περισσότερα
Εννέα από τις δέκα εταιρείες που έχουν αφαιρέσει τον περισσότερο άνθρακα από το περιβάλλον χρησιμοποιήστε σύγχρονες εκδόσεις μιας αρχαίας μεθόδου γνωστής ως biochar. Η θέρμανση υπολειμμάτων ξύλου ή ιδιαίτερα πυκνών γεωργικών απορριμμάτων, όπως κελύφη καρυδιών, σε περιβάλλοντα χωρίς οξυγόνο – μια διαδικασία που ονομάζεται πυρόλυση – μετατρέπει τη βιομάζα σε μαύρο άνθρακα, που ονομάζεται επίσης βιοκάρβουνο, που τα βακτήρια και οι μύκητες δεν μπορούν να αποσυντεθούν περαιτέρω. Αλλά υπάρχει ένα πρόβλημα κλιμάκωσης: απλά δεν υπάρχουν αρκετά πυκνά απόβλητα ξύλου για να δεσμευτούν δισεκατομμύρια τόνοι άνθρακα.
Η σημαντική ανακάλυψη του Applied Carbon ήταν η ανάπτυξη ενός νέου θαλάμου πυρόλυσης που μπορεί να χειριστεί τα υπέροχα απόβλητα που μένουν μετά τη συγκομιδή καλαμποκιού, σιταριού και ζάχαρης, παρόλο που οι σωροί των μίσχων, των φλοιών και των φύλλων δεν είναι πολύ πυκνοί. Το ρομπότ Applied Carbon πυρολιώνει τα απόβλητα στο χωράφι, παράγοντας αέριο σύνθεσης ως χρήσιμο συμπροϊόν που το ρομπότ τρίβει και στη συνέχεια καίει για να βοηθήσει στη διατήρηση θερμοκρασιών πάνω από 1.400 βαθμούς Φαρενάιτ στον θάλαμο. Η κατασκευή του βιοαπανθρακώματος στο ίδιο πεδίο όπου θα αποτεθεί εξοικονομεί πρόσθετες εκπομπές και κόστος μεταφοράς του υλικού σε μια κεντρική εγκατάσταση και πίσω. Κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού, η εταιρεία ανέπτυξε τέσσερα ρομπότ σε χωράφια καλαμποκιού στο Τέξας για να επεξεργαστεί τα απόβλητα σε βιοκάρβουνο και να πουλήσει πιστώσεις άνθρακα.
Μακροπρόθεσμα, η εταιρεία σχεδιάζει να πουλήσει ή να νοικιάσει μεγαλύτερες εκδόσεις των ρομπότ, εκτιμώντας ότι τα απόβλητα από τα εργοστάσια παραγωγής σειρών στον κόσμο μπορούν να δεσμεύσουν περίπου 2 δισεκατομμύρια τόνους CO2 ως βιοαπανθράκωμα κάθε χρόνο. Ο συνιδρυτής Jason Aramburu παρομοιάζει μισοαστεία τα μελλοντικά του οχήματα με τα ερπυστριοφόρα οχήματα Jawa από το Star Wars—αυτά που αναζητούν κοτσάνια και καλαμποκιού αντί για νεκρά ρομπότ.
Calantha από την GreenLight Biosciences: Βιοπαρασιτοκτόνο ακριβείας που χρησιμοποιεί παρεμβολή αγγελιοφόρου RNA
Μάθετε περισσότερα
Το σκαθάρι της πατάτας του Κολοράντο είναι ένα από τα πιο αρπακτικά και ανθεκτικά στα φυτοφάρμακα ζωύφια, που γλεντάει με ντομάτες, μελιτζάνες, πιπεριές και, φυσικά, σπάτουλα. Το ζωύφιο έχει αναπτύξει αντοχή σε δεκάδες χημικές ουσίες και προκαλεί περίπου 500 εκατομμύρια δολάρια σε ετήσια ζημιά στις καλλιέργειες παγκοσμίως. Αντί να κλιμακώσει την κούρσα εξοπλισμών ισχυρότερων και υψηλότερων δόσεων χημικών για να το σκοτώσει, το Calantha, που δημιουργήθηκε από την GreenLight Biosciences, είναι ένα δηλητήριο ακριβείας που καθοδηγείται για να παρεμβαίνει στην αναπαραγωγή κρίσιμων πρωτεϊνών στο σώμα του σκαθαριού. Το στοχευμένο με ακρίβεια φυτοφάρμακο είναι εξαιρετικά αποτελεσματικό. Ακόμη καλύτερα, οι ερευνητές της GreenLight Biosciences χτένισαν τις βάσεις δεδομένων βιοπληροφορικής για να βρουν ακριβώς το κατάλληλο γονίδιο για να διαταραχθεί για να αποφευχθεί η παράπλευρη ζημιά στις μέλισσες και σε άλλα αβλαβή είδη.
Μια εφαρμογή της εργασίας που κέρδισε το βραβείο Νόμπελ το 2006, το Calantha αποτελείται από δίκλωνο RNA που οι αγρότες μπορούν να «πετάσουν» σε συμβατικούς ψεκαστήρες, σαν ένα τυπικό φυτοφάρμακο. Το σκαθάρι καταπίνει το RNA, προκαλώντας παρεμβολές δεσμεύοντας τις οδηγίες αγγελιαφόρου RNA για ένα γονίδιο που ονομάζεται PSMB5, το οποίο είναι κρίσιμο για την εξάλειψη των κατεστραμμένων πρωτεϊνών. Αυτά τα mRNA στη συνέχεια στοχεύονται για αποικοδόμηση στα κύτταρα του εντέρου του σκαθαριού, προκαλώντας τη συσσώρευση κατεστραμμένων πρωτεϊνών σε θανατηφόρα επίπεδα στο έντομο.
Παρά την επιτυχία του, το Calantha δεν έχει ανοσία στην απειλή των σκαθαριών να αναπτύξουν ανοσία, επομένως η GreenLight συνιστά στους αγρότες να εναλλάσσουν την Calantha με συμβατικά φυτοφάρμακα. Ωστόσο, η εταιρεία στοιχηματίζει ότι οποιαδήποτε τεχνολογία μειώνει τη χρήση χημικών θα αποτελέσει βασικό μοχλό αποδοχής από τους καταναλωτές. Η Calantha έχει ξεπουλήσει τις δύο πρώτες παρτίδες της και τώρα έχει καταλάβει το 10% της αγοράς φυτοφαρμάκων για σκαθάρια πατάτας.
Vegan τυρί από την Climax Foods: Τυριά μπλε, μπρι και φέτα φυτικής προέλευσης παρασκευασμένα από AI
Μάθετε περισσότερα
Το τυρί έχει α χειρότερο αποτύπωμα αερίων του θερμοκηπίου από το χοιρινό ή το κοτόπουλοαλλά μέχρι τώρα, οι κατασκευαστές vegan δεν κατάφεραν να σπάσουν τον κώδικα για τη γεύση, την υφή και τη συνολική νοστιμιά. Για να το αντιμετωπίσει αυτό, η Climax Foods με έδρα την Καλιφόρνια δημιούργησε ένα εκπαιδευτικό σετ μετρήσεων για τα χαρακτηριστικά του τυριού, όπως το άρωμα και η ελαστικότητα. Στη συνέχεια, χρησιμοποίησαν τεχνητή νοημοσύνη και εκπαιδεύτηκαν εικασίες από τυροκόμους για να αναπτύξουν φυτικές συνθέσεις που έφτασαν τα ίδια σημεία αναφοράς με το γαλακτοκομικό τυρί.
Ο βραβευμένος με αστέρι Michelin σεφ Dominique Crenn είπε ότι το μπλε τυρί που προκύπτει, με κορυφαία συστατικά από σπόρους κολοκύθας, σκόνη πρωτεΐνης κάνναβης, φασόλια lima και λάδι καρύδας, είναι “πέρα από κάθε φαντασία για ένα vegan τυρί.» Η Climax έγινε η πρώτη βίγκαν τυροκόμος που κέρδισε ένα κύρος Βραβείο καλού φαγητού—αν και οι καταγγελίες για τα γαλακτοκομικά προκάλεσαν την ανάκληση του βραβείου την τελευταία στιγμή, με αποχρώσεις του προστατευτισμού, νομικής σκανδαλολογίας που αντιμετωπίζουν τα μη γαλακτοκομικά προϊόντα.
Προς το παρόν, η Climax προσπαθεί να κλιμακωθεί για να αξιοποιήσει τον καλό Τύπο, αν και έχει αντιμετωπίσει άδειες ενώ αναζητά πρόσθετες επενδύσεις «πασαρέλα.» Η εταιρεία έχει συνάψει συμφωνία αδειοδότησης με τον κατασκευαστή Bel Group “Laughing Cow” και έναν δεύτερο παραγωγό που δεν έχει ακόμη κατονομαστεί. Στο μεταξύ, το μπλε τυρί είναι διαθέσιμο διαδικτυακά και σε επιλεγμένα εστιατόρια στην Καλιφόρνια, τη Νέα Υόρκη και το Λας Βέγκας.
Κλίβανος λέιζερ από τη Limelight Steel: Επεξεργασία με λέιζερ σιδηρομεταλλεύματος για χάλυβα με 95% λιγότερες εκπομπές
Μάθετε περισσότερα
Το 1985, ένα λέιζερ 1 watt κόστιζε περίπου 1 εκατομμύριο δολάρια. Σήμερα, ένα λέιζερ ίδιου μεγέθους κοστίζει μόλις 1 $. Η Limelight Steel με έδρα το Όκλαντ αξιοποιεί αυτόν τον «Νόμο των λέιζερ του Moore» για να εφεύρει εκ νέου την επεξεργασία σιδηρομεταλλεύματος για χάλυβα για τη μείωση των εκπομπών. Παρά όλα αυτά, Το 75% της παγκόσμιας χαλυβουργικής βιομηχανίας εξακολουθεί να χρησιμοποιεί υψικάμινους με καύση άνθρακα, και η βιομηχανία στο σύνολό της αντιπροσωπεύει περίπου το 8% των παγκόσμιων εκπομπών. Η διαδικασία Limelight Steel κατευθύνει το φως λέιζερ μέσω καθρεφτών και φακών στην επιφάνεια του μεταλλεύματος, ανεβάζοντάς το σε θερμοκρασίες πάνω από 2.800 βαθμούς Φαρενάιτ. Το ιδιόκτητο σύνολο συνθηκών που δημιουργούν τα λέιζερ σπάει τους δεσμούς μεταξύ σιδήρου και οξυγόνου στο μετάλλευμα χωρίς να χρειάζεται άνθρακας ή ακριβό πράσινο υδρογόνο για να λειτουργήσει σαν αναπηδητής που μεταφέρει το ανεπιθύμητο οξυγόνο. Στη συνέχεια, το Limelight ακολουθεί τις τυπικές τεχνικές κατασκευής χάλυβα για να δημιουργήσει μια σκωρία ακαθαρσιών στην κορυφή του παρασκευάσματος, επιτρέποντας στον πυκνό καθαρό σίδηρο να ρέει έξω μέσω ενός καναλιού από κάτω. Τέλος, οι χαλυβουργίες αναμειγνύουν τον καθαρό σίδηρο με μικρές ποσότητες άνθρακα και άλλα στοιχεία για την κατασκευή διαφορετικών ποιοτήτων χάλυβα.
Ο CTO και συνιδρυτής Andy Zhao λέει ότι τα λέιζερ προσεγγίζουν την απόδοση 70-80% στη μετατροπή της ηλεκτρικής ενέργειας σε φωτεινή ενέργεια. Όταν τροφοδοτείται από ανανεώσιμες πηγές ηλεκτρικής ενέργειας, η διαδικασία παράγει 95% λιγότερες εκπομπές από ό,τι παραδοσιακή χαλυβουργία. Έχοντας χρησιμοποιήσει α Επιχορήγηση 2,9 εκατομμυρίων δολαρίων από την ARPA-E για να επιδείξει την απόδειξη της ιδέας, η Limelight σχεδιάζει τώρα ένα εργοστάσιο σε πιλοτική κλίμακα το 2025, ικανό να παράγει 100 τόνους ετησίως.
Κερδίστε τις διακοπές με τους οδηγούς δώρων της PopSci
VIA: Πηγή Άρθρου
Greek Live Channels Όλα τα Ελληνικά κανάλια: Βρίσκεστε μακριά από το σπίτι ή δεν έχετε πρόσβαση σε τηλεόραση; Το IPTV σας επιτρέπει να παρακολουθείτε όλα τα Ελληνικά κανάλια και άλλο περιεχόμενο από οποιαδήποτε συσκευή συνδεδεμένη στο διαδίκτυο. Αν θες πρόσβαση σε όλα τα Ελληνικά κανάλια Πατήστε Εδώ
Ακολουθήστε το TechFreak.GR στο Google News για να μάθετε πρώτοι όλες τις ειδήσεις τεχνολογίας.
