예상치 못한 기후 솔루션

Nicholas Witham은 이번 달 초 유타 대학교에서 수여된 Wilkes Center 학생 혁신상(Wilkes Center Student Innovation Prize)의 1위 수상자입니다. 대회에서는 학생들이 기후 위기에 대처하기 위한 창의적인 솔루션을 제안하고 그 잠재적인 영향, 이점 및 실용성을 자세히 설명하는 프레젠테이션을 하도록 초대했습니다. 5월 17일과 18일에 미국 대학에서 열린 첫 번째 Wilkes Climate Summit에서는 2위와 3위 등 세 가지 다른 상도 수여되었습니다.

U 대학원생인 Witham은 현재 박사 과정을 밟고 있습니다. 보철 부품을 만드는 Gaia Technologies라는 회사를 운영하면서 생의학 공학을 전공했습니다. Wilkes Center 학생 혁신상을 위해 그는 지구 온도의 자연적 변동에 의존하는 혁신적인 재생 가능 발전기를 설계했습니다.

"내가 설계한 발전기 유형은 열동성 인공 근육과 함께 작동합니다"라고 그는 말했습니다. "즉, 열을 가하면 수축한다는 뜻입니다. 매일 지구가 점점 더워지면서 움직이게 되고, 터빈을 당겨 전력을 생산할 수 있습니다. 이것의 가장 좋은 점은 냉각도 전력을 생성한다는 것입니다. 밤낮으로 에너지를 만들 수 있어요."

사진 제공: 토드 앤더슨

Nicholas Witham, 생의학공학 박사과정 학생.

24시간 발전에 대한 이러한 잠재력은 재생 가능 에너지원에서 흔히 발생하는 에너지 격차를 해소하는 데 도움이 될 수 있습니다.

Witham이 발전기를 설치하기를 희망하는 첫 번째 장소 중 하나는 유타 남부로, 연중 10개월 동안 낮과 밤의 온도 변화가 이 기술에 이상적입니다. 자연적인 온도 변동으로 인해 발전기를 가동하지 못할 수도 있지만, Witham은 이를 태양열 및 지열 에너지와 같은 기존 재생 에너지를 보완하는 데 사용할 수 있다고 믿습니다.

"고효율 지열 열 펌프를 사용하면 환경으로 인한 온도 변화 없이 작동할 수 있습니다. 낭비되는 과도한 열은 터빈을 회전시키는 것이 아니라 지구로 다시 펌핑하기 전에 냉각하는 것입니다. 이를 사용하면 발전기의 에너지 출력을 10배 늘릴 수 있습니다."라고 그는 말했습니다.

실제로 기존 지열 발전소나 태양열 발전소에 이러한 발전기를 설치하는 것은 이러한 현장의 효율성과 비용을 극대화하는 가장 이상적인 옵션일 수 있습니다.

Witham은 "나는 숫자를 분석해본 결과 이것이 태양열보다 비용이 적게 들고 수직으로 확장할 수 있는 솔루션이 될 수 있다고 생각합니다."라고 설명했습니다. "따라서 기존 태양광 인프라를 사용하고 태양광 패널을 위에 배치할 수 있으며, 새로운 전기선을 연결할 필요 없이 현장에 재투자하고 싶을 때 언제든지 더 높게 쌓을 수 있습니다."

발전기는 잠재적으로 강력한 재생 에너지 형태일 뿐만 아니라 탄소 포집을 설계에 통합합니다. "이것들은 고분자 직물입니다. 따라서 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)이라는 플라스틱으로 만들어집니다. 이는 생물 유래 플라스틱의 일종입니다. 이는 옥수수 껍질을 사용하여 이 플라스틱을 간접적인 형태의 탄소 포집. LLDPE 1kg당 3kg의 탄소를 격리합니다."

Witham은 이러한 발전기가 환경에 미치는 영향을 신중하게 고려하여 더 많은 폐기물을 생성하는 대신 탄소 격리 노력에 기여하도록 했습니다. "예를 들어 태양광 패널을 폐기할 때 상당히 많은 전자 폐기물이 발생합니다. 이 시스템은 환경적으로 안전한 방식으로 재활용 및 폐기되도록 설계되었습니다."라고 그는 말했습니다.

Witham은 발전기 전체를 ​​선적 컨테이너 안에 수용할 계획이며, 이 발전기 중 하나는 최소한의 유지 관리만으로 25년 이상 지속될 것으로 예상됩니다. 독립형 특성으로 인해 이러한 장치가 주변 환경에 미치는 영향은 매우 미미합니다.

"그것은 본질적으로 우리가 사막 한가운데에 놓을 예정인 큰 블랙박스입니다. 제가 놓친 것이 있는지 확인하기 위해 현지 EPA 사무실에 연락했는데 그들은 아무런 걱정도 하지 않았습니다. 왜냐하면 우리가 그것을 놓을 것이기 때문입니다. 상자 안에는 직물이 찢기거나 파괴되어 생성될 수 있는 모든 미세 플라스틱이 담겨 있을 것입니다."라고 그는 말했습니다.