https://bodybydarwin.com
Slider Image

بعض الأفكار غير العادية لتنظيف السيارات والشاحنات والسفن والطائرات

2021

منذ ما يقرب من قرن من الزمان ، أطلق المهندس الألماني أنتون فليتنر سفينة في المحيط. "من دون أشرار أو بخار ، مثل سفينة الأشباح ، تحركت بشكل غامض عبر المياه دون أي وسيلة واضحة للدفع وفقًا لمقال نشر عام 1925 في مجلة Popular Science Monthly . كانت السفينة تنطلق في صمت ، دون أن تطلق أي شيء في الهواء. وقال المقال ان اسطوانة غزل عملاقة ذات مظهر غريب ارتفعت من سطح السفينة لان السفينة حطت طريقها عبر المياه القاسية لبحر البلطيق بسرعة تقارب ضعف سرعتها السابقة.

استخدم فليتنر تلك الأسطوانات ـ التي تسمى الأشرعة الدوارة ـ لتزويد سفينته بالطاقة ، وتسخير نفس المصدر الذي دفع السفن أولاً عبر البحر قبل مئات السنين عندما بدأوا الإبحار: الريح. في ذلك الوقت ، لم يكن اختراعه قادرًا على منافسة البخار والفحم ، وفي النهاية محرك الديزل الحديث. ولكن اليوم ، في الوقت الذي يتأقلم فيه العالم مع تغير المناخ ، يجب على صناعة الشحن - وفي الواقع قطاع النقل العالمي بأكمله - إيجاد طرق لفطم نفسها عن الوقود الأحفوري والانتقال إلى طاقة أنظف. من بين هذه الجهود ، اكتسبت فكرة Flettner القديمة جرًا جديدًا.

"من كان يظن أنه بعد قرون سنكون نلقي نظرة فاحصة على كيفية تسخير طاقة الرياح لتزويد السفن بالطاقة؟" يقول براين كومر ، باحث أول في البرنامج البحري للمجلس الدولي للنقل النظيف. "في البداية ، كانت جميع السفن خالية من الانبعاثات ، مستخدمة طاقة الرياح البشرية. الآن ، في محاولة لخفض التكاليف والآثار البيئية ، بدأنا نرى استخدامات مبتكرة لطاقة الرياح ، بما في ذلك الدوار يبدو أننا وصلنا دائرة كاملة. "

يمثل قطاع النقل حوالي ربع غاز ثاني أكسيد الكربون وغازات الدفيئة الأخرى التي يتم تصريفها في الغلاف الجوي. ومع ذلك ، فإن الطاقة تنقل سياراتنا وشاحناتنا وحافلاتنا وقطاراتنا وسفننا وطائراتنا ، وكل ما نعتمد عليه لتقديم الطعام والسلع الاستهلاكية ، والتنقل إلى العمل ، والذهاب للتسوق ، ونقل الأطفال إلى المدرسة وممارسة كرة القدم ، وإلى تطير العمل بالضجر إلى عطلة طال انتظارها. لن يتخلى الناس عن مركباتهم في أي وقت قريب ، وإذا كان الناس لا يستطيعون التغيير ، فيجب على السيارات ذلك.

يتفق الخبراء على أن قطاع النقل يجب أن يخضع لتغييرات أساسية ، بدءًا من الآن ، إذا أردنا الحفاظ على ارتفاع درجات الحرارة إلى 1.5 درجة مئوية ، وهو الهدف الذي حددته اتفاقية باريس للمناخ. يقول يوهانس باجنكوف ، العالم المتخصص في أنظمة المركبات والسيارات في المركز الألماني للفضاء الجوي: "نحتاج إلى بدء التحول التكنولوجي في النقل على الفور وبسرعة عالية حتى لا نحقق أهداف باريس الطموحة للمناخ.

لا يزال النقل اليوم يعتمد بشكل كبير على الوقود الأحفوري ، حيث يعتمد جزء صغير منه على الكهرباء. يقول Pagenkopf: "نحتاج إلى تحويل أنظمة النقل الحالية بشكل عميق نحو مستقبل محايد للكربون".

تمثل السفن حوالي 3 بالمائة من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون على مستوى العالم ، وفقًا للمجلس الدولي للنقل النظيف. يعتقد الخبراء في صناعة الشحن أن التقنيات المدعومة من الرياح - الأشرعة الدوارة بينهم - ستساعد السفن على الوصول إلى أهداف خفض الانبعاثات التي حددتها المنظمة البحرية الدولية. وقد دعت المجموعة إلى خفض انبعاثات الكربون بنسبة 50 في المائة بحلول عام 2050 مقارنة بمستويات عام 2008.

لن تكون السفن المسلحة بأشرعة دوارة خالية من الوقود الأحفوري ، لكن التكنولوجيا يمكن أن تساعد في الحد من استخدام الوقود والتلوث. بالإضافة إلى الأشرعة الدوارة ، يمكن للسفن أيضًا نشر ابتكارات مثل منفاخ لضخ فقاعات الهواء أسفل السفينة وعبر جزء من الهيكل ، مما يقلل السحب وبالتالي كمية الطاقة التي تحتاجها المحركات الرئيسية.

بالإضافة إلى الشحن ، تعتقد Pagenkopf أن وسائط النقل الأخرى يجب أن تعمل بالطاقة الكهربائية. لتحقيق هذه الغاية ، يعتقد أنه يجب على الناس الاعتماد أكثر على القطارات بدلاً من السيارات والطائرات ، لأن معظم السكك الحديدية تستخدم الكهرباء بالفعل. في يوم من الأيام ، يأمل أن ينطبق نفس الشيء على الطائرات والسفن. ويقول: "إن الدفع الكهربائي للبطارية وخلايا الوقود للطائرات والسفن القصيرة والمتوسطة سيحصل على قوة دفع".

تستخدم بعض الطائرات قصيرة المدى بالفعل الطاقة المستمدة من البطاريات لرحلات المسافات القصيرة التي تنقل بضعة ركاب فقط. وقد اتخذت الصناعة بالفعل فكرة الطائرات الكهربائية بعدة طرق ذات معنى ، كما يقول فيل أنسيل ، أستاذ مساعد في هندسة الفضاء الجوي في جامعة إلينوي في أوربانا شامبين. "الكثير من مجموعات الصناعة المختلفة تجري حاليا أبحاثًا داخلية حول مفاهيم الطائرات الكهربائية."

ومع ذلك ، هناك عقبات رئيسية يجب التغلب عليها ، قبل أن تقوم البطاريات بشكل روتيني بتزويد الطائرات بالطاقة ، خاصة في الرحلات الطويلة. البطاريات الحالية ثقيلة جدًا بحيث لا تستطيع حمل الطائرات بعيدًا جدًا ؛ يجب أن يركز البحث على جعلها أخف وزنا. بسبب هذه العيوب ، يبحث العلماء في خيارات أخرى ، بما في ذلك الأنظمة الهجينة التي تربط البطاريات بالوقود.

يعمل Xianguo Li ، أستاذ الهندسة الميكانيكية وهندسة الميكاترونيك في جامعة واترلو ، على شيء متشابه ، يربط البطاريات بخلايا الوقود لاستخدامها في السيارات. وهو يعتقد أن نظامه سيستمر لمدة أطول بعشرة أضعاف من خلايا الوقود الحالية ويمكن إنتاجه بثمن بخس بدرجة كافية لاستبدال محركات الغاز التقليدية في النهاية. يتكون النظام من بطارية وثلاث وحدات لخلايا الوقود من نفس الحجم تتحول فيما بينها ، اعتمادًا على كمية الطاقة المطلوبة.

"خلال القيادة بسرعة منخفضة ، توفر البطارية الطاقة" ، قال لي. "سيتم تنشيط إحدى وحدات خلايا الوقود الثلاث إذا كان مستوى طاقة البطارية منخفضًا أو كانت طاقة البطارية غير كافية ، وسيتم استخدام إخراج خلايا الوقود جزئيًا للقيادة وجزئيًا لشحن البطارية. إذا كانت سرعة السيارة ، سيتم تنشيط خليتين من خلايا الوقود الثلاث ، وسيتم تنشيط خلايا الوقود الثلاث بالكامل عند تحميلها. لكنه يقول إن خلايا الوقود من المرجح أن تستمر لفترة أطول لأن السيارة تحتاج إلى طاقة كاملة حول واحد فقط ثلث الوقت.

وبالمثل ، قام زميل لي واترلو ، أمير خاجيبور ، بتطوير تقنية الصمام الجديدة التي تزيد من كفاءة محركات الاحتراق الداخلي التقليدية بأكثر من 10 في المائة. قام أيضًا بإنشاء نظام بطارية يعمل على تسخين وتخزين الحرارة التي تنتجها السيارة عند الفرامل ، ولكنه لا يزال يسمح لوحدات التبريد ومكيفات الهواء بالعمل أثناء الخمول.

يقول: "ستكون محركات الاحتراق هي القوة المحركة للنقل الثقيل لسنوات عديدة قادمة". بالإضافة إلى ذلك ، تتمتع المركبات الحالية المستخدمة بشكل خاص في حافلات المدينة أو أساطيل المرافق بعقد آخر من العمر على الأقل. أي تقنية يمكن أن تقلل من استهلاك الوقود والانبعاثات من هذه المركبات سيكون لها تأثير كبير في جعل نظام النقل أكثر اخضرارا

كتبت مارلين سيمونز في نكسس ميديا ​​، وهي صحيفة إخبارية مشتركة تغطي المناخ والطاقة والسياسة والفن والثقافة.

هل هناك أي حقيقة لمخططات مكافحة الشيخوخة؟

هل هناك أي حقيقة لمخططات مكافحة الشيخوخة؟

في الأسبوع الماضي في مجال التكنولوجيا: Teslas ذاتية الحكم ، روبوتات قابلة للطي للملابس ، وحذاء Nike سريع

في الأسبوع الماضي في مجال التكنولوجيا: Teslas ذاتية الحكم ، روبوتات قابلة للطي للملابس ، وحذاء Nike سريع

النقل الكمي حقيقي ، لكنه ليس كما تعتقد

النقل الكمي حقيقي ، لكنه ليس كما تعتقد