ژنراتور برق ارزان با سوخت تقریباً رایگان؛ ایده کارآمدتر از پنل های خورشیدی!

این روزها ایده‌های فراوانی برای تولید برق ارزان از منابعی که شاید کمتر به آنها توجه شده شنیده می‌شود. در کنار نیروگاه‌های با سوختی از طلای کثیف یا همان زباله‌ها، ایده‌ای توسط یک مهندس بازنشسته ارائه شده که به هر کسی اجازه می‌دهد برق ارزان برای اهداف اضطراری را در منزل خود داشته باشد.

پلاستیک‌های زائد و چالش حذف آن‌ها از طبیعت، به یکی از بزرگ‌ترین معضلات بشر تبدیل شده است. از سوی دیگر، نیاز به تولید انرژی‌های تجدیدپذیر و پاک، چه در مقیاس صنعتی و چه خانگی، بیش از پیش احساس می‌شود. این دو مشکل اساسی، توجه بسیاری از پژوهشگران را به خود جلب کرده و برخی حتی راه‌حل‌هایی ارائه داده‌اند که با یک اختراع، هر دو مشکل را هم‌زمان برطرف کنند.

بحران پلاستیک و راه‌حل‌های ناکارآمد

طبق گزارش چشم‌انداز جهانی پلاستیک‌ها که توسط سازمان همکاری و توسعه اقتصادی OECD منتشر شده، تولید سالانه زباله‌های پلاستیکی طی بیست سال گذشته دو برابر شده است؛ از ۱۸۰ میلیون تن در سال به بیش از ۳۵۰ میلیون تن. جالب است بدانید در کشور پیشرفته‌ای مانند اسپانیا، تنها کمتر از ۱۲ درصد این زباله‌ها بازیافت می‌شوند و این رقم در برخی کشورها تا 80 درصد نیز افزایش پیدا می‌کند.

در سایر کشورها نیز اوضاع مشابهی وجود دارد، اما افراد بسیاری به دنبال راه‌حل هستند. یکی از این افراد، مخترع دستگاهی به نام CarisMatic است؛ ژنراتوری کوچک به اندازه‌ی یک جعبه کفش که قادر است پلاستیک‌های زائد را به برق تبدیل کند. این برق می‌تواند خانه‌ها را در شب روشن کند، باتری خودرو را شارژ کند یا حتی در مقیاس صنعتی استفاده شود. شرکتی که این مهندس کهنه‌کار از اختراع خود پایه‌گذاری کرده، هدفش پاک‌سازی سیاره زمین در کنار تولید انرژی پاک است.

یک جعبه کفش، منبع برق خانه شما

سال‌ها پیش، دن کاریس (Dan Caris) با مشکلی مواجه شد که بسیاری از مردم آن را تجربه کرده‌اند. او کارتریج‌های چاپگر خود را برای بازیافت برد، اما به او گفته شد که قابل بازیافت نیستند و در نهایت به محل دفن زباله منتقل خواهند شد. همین موضوع باعث شد او نسبت به بحران زباله‌های پلاستیکی در جهان آگاه‌تر شود و به فکر یافتن راه‌حلی بیفتد.

بیش از ۹۹ درصد پلاستیک‌ها از سوخت‌های فسیلی (عمدتاً نفت و گاز) تولید می‌شوند و بازیافت آن‌ها فرآیندی پیچیده است. پلاستیک، در حقیقت نوعی سوخت جامد است و همین ایده دن کاریس را به این سمت سوق داد که انرژی آن را استخراج کند. او می‌گوید:

این دستگاه نه تنها انرژی تولید می‌کند، بلکه با استفاده از فناوری جذب کربن، تقریباً هیچ‌گونه آلودگی ایجاد نمی‌کند.

طرح اولیه این ژنراتور به اندازه‌ی یک جعبه کفش طراحی شده و طبق گفته مخترعان آن، کوچک‌تر از اغلب کولرهای گازی است. این دستگاه خودکار بوده و تنها به یکی از رایج‌ترین زباله‌های جهان نیاز دارد: پلاستیک. تیم سازنده در تلاش است مدل‌های مختلفی با اندازه‌های متفاوت طراحی کند تا این ژنراتور بتواند هم در خانه و هم در مقیاس بزرگ‌تر استفاده شود.

دن کاریس، که اکنون مردی سالخورده است، بیش از ده سال زمان صرف کرد تا این ماشین را به مرحله ثبت اختراع برساند. پشتوانه این اختراع نیز ۴۰ سال تجربه مهندسی اوست.

در همین رابطه بخوانید:

- تولید ۱۵۰۰ کیلووات ساعت برق رایگان در سال با توربین بادی خانگی کم‌صدا
- همه روش‌های تولید برق را کنار بگذارید: همجوشی هسته ای با هوش مصنوعی

نحوه عملکرد ژنراتور برق پلاستیک CarisMatic

پس از ثبت اختراع در سال ۲۰۲۲، دن کاریس توضیح داد که این ژنراتور از ترکیب ۸ تا ۱۰ سیستم مستقل تشکیل شده است؛ ترکیبی از فرآیندهای الکتروشیمیایی، حرارتی و مکانیکی. این دستگاه به هیچ سوخت یا منبع انرژی دیگری نیاز ندارد و تنها با زباله‌های پلاستیکی مانند بطری‌ها، کیسه‌ها و دیگر محصولاتی که در سطل بازیافت خانگی یافت می‌شوند، کار می‌کند.

در این فرآیند، پلاستیک‌ها به‌صورت پودر ریز در می‌آیند و سپس درون یک محفظه سرامیکی تا دمای بالا حرارت داده می‌شوند. بخار حاصل وارد یک واحد لوله تبادل حرارتی شده و در نهایت با چرخاندن یک توربین، برق تولید می‌شود. توربین به‌کاررفته از نوع توربین لایه مرزی است؛ اختراعی از نیکولا تسلا در سال ۱۹۱۳ که ویژگی اصلی آن عدم استفاده از پره است.

پس از این مرحله، پلاستیک فوق‌گرم‌شده به سطح مولکولی کاهش یافته و با یک مبدل شیمیایی ترکیب می‌شود. طبق گفته شرکت، فرآیند جذب کربن (که معمولاً در صنایع آلاینده بزرگ مانند تولید برق به‌کار می‌رود) در این دستگاه نیز اعمال شده است.

اگرچه شرکت ظرفیت دقیق تولید برق این پروتوتایپ بر اساس مقدار پلاستیک بازیافتی را مشخص نکرده، اما طبق برنامه قرار بود نخستین نمونه‌ها در اواخر سال گذشته تولید شوند. با این حال، به‌نظر می‌رسد این پروژه هنوز نهایی نشده و طراحی آن در حال تکامل است. برای مثال، تیم مهندسی تصمیم گرفته‌اند به‌جای سرامیک از آلومینیوم آنودایز شده استفاده کنند.

پروژه‌های مشابه

ژنراتور کاریس تنها اختراعی نیست که طی سال‌های اخیر برای حل دو هدف ارزشمند، یعنی حذف زباله‌های پلاستیکی و تولید انرژی پاک پیشنهاد شده است. با توجه به اینکه دریاها از آلوده‌ترین نقاط به زباله‌های پلاستیکی هستند، چندین پروژه پیشنهاد کرده‌اند که کشتی‌ها را با تبدیل زباله به انرژی حرکت دهند.

به‌طور کلی، این اختراعات مکانیزم‌های مشابهی دارند؛ برای مثال از فرآیند مایع‌سازی هیدروترمال استفاده می‌کنند که پلاستیک را با حرارت دادن و تجزیه مولکولی به یک سوخت زیستی تبدیل می‌کند. این فرآیند در دماهای تا ۵۰۰ درجه سانتی‌گراد و فشارهایی ۲۵۰ تا ۳۰۰ برابر فشار سطح دریا انجام می‌شود.

در موارد دیگر، تورها یا قایق‌هایی طراحی شده‌اند که زباله‌ها را از سطح دریا جمع‌آوری کنند. پلاستیک‌های جداشده از دیگر زباله‌ها، مانند شیشه، می‌توانند به سوخت تبدیل شوند، در حالی که زباله‌های دیگر به مراکز بازیافت خشکی منتقل می‌شوند.

نظر شما در این مورد چیست؟ آیا روزگاری می‌رسد که برق روشنایی خانه را خودمان تأمین کنیم؟