تولید برق از فاضلاب و ضایعات زراعی:

دانشمندان دانشگاه پنسیلوانیا به رونمایی از دستگاهی پرداخته‌اند که می‌توان با آن از فاضلاب، برق تولید کرد.

این دستگاه به ترکیب یک سلول سوخت با دیگر فناوری‌ها برای تبدیل ایستگاه‌های تصفیه فاضلاب به نیروگاه برق پرداخته که به باور محققان می‌تواند نیروی لازم برای کل شبکه‌های آبی یک شهر را تامین کند.

تبدیل ایستگاه‌های تصفیه فاضلاب از کاربر به مولد برق می‌تواند بخصوص در کشورهای در حال توسعه مثمر ثمر باشد.

این دستگاه جدید به ترکیب دو نوع فناوری تولید کننده انرژی می‌پردازد: یک سلول سوختی میکروبی که در آن باکتری به تولید ماده آلی برای یک جریان می‌پردازد و یک سیستم الکترو دیالیز معکوس که در آن یون‌های مثبت و منفی با مجموعه‌ای از غشاها از هم جدا شده و به تولید جریان می‌پردازند.

سلولهای سوختی میکروبی نسبتا کم‌هزینه هستند؛ در حالی که الکترودیالیز معکوس، نیازمند غشاهای مخصوص بسیار بوده که هزینه آن را بالاتر می‌برد.

دانشمندان با ترکیب دو فناوری توانسته‌اند بر محدودیت‌های سلول سوختی فائق آمده و همزمان به تولید انرژی برای سیستم الکترودیالیز معکوس بپردازند.

یکی از عوامل اصلی این دستگاه، استفاده از بی‌کربنات آمونیوم به عنوان سوخت برای الکترودیالیز معکوس بود که از کارایی بهتری نسبت به آب دریا که معمولا مورد استفاده است، برخوردار است. این ترکیب فناوری‌ها به دانشمندان کمک کرد تا به جای 20 لایه، تنها از پنج لایه برای تولید برق استفاده کنند.

این دستگاه می‌تواند 0.9 کیلو وات برق در ساعت از هر کیلوگرم فاضلاب آلی تولید کند؛ در مقابل، تصفیه فاضلاب معمولا 1.2 کیلوات برق در ساعت برای هر کیلوگرم مصرف می‌کند.

دانشمندان مدعی هستند که می‌توان از دیگر مواد آلی مانند ضایعات زراعی یا دیگر منابع سلولوزی برای تولید برق توسط این دستگاه استفاده کرد؛ آنها در مقاله خود که در مجله ساینس منتشر شده، حتی بر این باورند که می‌توان برای تولید برق از هفت تا 17 درصد انرژی مورد استفاده در آمریکا که به عنوان گرمای اتلافی از بین رفته، استفاده کرد.

منبع:ایسنا

گرمایش کره زمین چیست؟

آنچه این روزها از آن به عنوان گرمایش جهانی (Global warming) نام برده می‌شود در حقیقت افزایش میانگین درجه حرارت زمین در نزدیکی سطح آن است.تحقیقات دانشمندان نشان می‌دهد در طول یکصد سال گذشته میانگین دمای هوا در نزدیکی سطح زمین بین 0.18 تا 0.74 درجه سانتیگراد افزایش یافته است.

در دهه های گذشته گرم شدن هوای کره زمین دغدغه های امروزی را نداشت و این گونه ذهنیت دانشمندان و محققان را به خود مشغول نکرده بود. انسان به فکر دست یافتن به کرات دیگر در آن سوی کهکشان ها بود به همین دلیل بی رویه به ساخت انواع وسایل پیشرفته تر مشغول شد. اما با گذشت زمانی نه چندان زیاد متوجه تغییرات دمای کنونی هوای کره و مشکلات پیش آمده برای نوع بشر شد که به دست خود بشر انجام شده بود. تغییرات دمای هوا در گذشته در یک حدس و گمان بود و حالا در مقابل چشمان ما خودنمایی می کند.

 آب شدن عظیم ترین یخچال های یخی و بالا آمدن سطح اقیانوس ها، پدیده های بزرگی چون سونامی در آسیا، بارش های سهمگین و سیلاب های مرگ آور، آتش سوزی های عظیم در جنگل ها و موج های غول آسا در اروپا، همه از نشانه های گرمایش زمین است.

 دانشمندان پیامد گرم شدن کره زمین را در حلقه های درختان و گیاهان روی خشکی و در اقیانوس ها با مرگ مرجان های قدیمی و آبزیان دریاها و تغییر شکل آنان همچنین حباب های نمایان در هسته یخ ها شاهد هستند و تمام این موارد نشان دهنده آن است که جهان برای هزاران سال بدین حد گرم نبوده است.

 طبق گزارش ها؛ سه مورد از گرم ترین سال ها از سال 1998 اتفاق افتاده و در زمانی که انتظار می رفت تاثیرات طبیعی مانند فرآیندها و انفجارهای خورشیدی زمین را سرد کنند، زمین در 30 سال گذشته بدین اندازه گرم شدن را تجربه نکرده بود.

گزارش هواشناسان برای سازمان جهانی (IPCC) (دفتر جهانی تغییرات آب و هوایی) حاکی از آن است که علت گرمایش بیش از حد کره زمین به دلیل فعالیت های بشر تسریع شده و این ترس را ایجاد می کند که این گرما و روند گرمایش را تسریع کند.

 آب شدن عظیم ترین یخچال های یخی و بالا آمدن سطح اقیانوس ها، پدیده های بزرگی چون سونامی در آسیا، بارش های سهمگین و سیلاب های مرگ آور، آتش سوزی های عظیم در جنگل ها و موج های غول آسا در اروپا، همه از نشانه های گرمایش زمین است

(IPCC) که مرجعی معتبر در زمینه تغییرات آب و هوایی و تاثیرات گرمایش جهانی است، در گزارشی اعلام کرد: «بیشتر افزایش دمایی که از اواسط قرن بیستم در کره زمین مشاهده شده، مربوط به گازهای گلخانه‌ای است که انسان‌ها تولید کرده‌اند.»

مدل‌های تغییرات آب و هوایی که IPCC طراحی کرده است، نشان می‌دهد در فاصله سال‌های 1990 تا 2100 میلادی میانگین دمای هوای سطح زمین بین 1.1 تا 6.4 درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد. هرچند اغلب بررسی‌ها تنها به نشان دادن نتایج گرمایش جهانی تا سال 2100 میلادی اکتفا می‌کنند، اما دانشمندان معتقدند حتی اگر میزان گازهای گلخانه‌ای جو زمین ثابت بماند، اثرات آن تا پایان هزاره سوم پابرجا خواهد بود.

گرمایش جهانی اثرات ناخوشایند فراوانی بر زندگی انسان‌ها و جانوران روی آن می‌گذارد. با گرم شدن زمین، یخ‌های قطبی آب می‌شوند، سطح آب دریاها بالا می‌آید و فصل‌ها شدت بیشتری می‌گیرند. یعنی زمستان‌ها سردتر از همیشه خواهد بود و تابستان‌ها گرم و خشک. این ماجرا بر کشاورزی که یکی از کلیدی‌ترین صنایع موجود روی زمین است تاثیر ناخوشایند می‌گذارد.

دانشمندان پیش‌بینی در مورد اثرات سوء گرمایش جهانی را تا آنجا پیش برده‌اند که می‌گویند با گرم شدن تدریجی زمین، به زودی نوع محصولات کشاورزی زمین‌ها هم تغییر خواهد کرد.
 
باید دید گلخانه جهانی چیست؟

 انسان با انعقاد و سوزاندن مقدار وسیعی از انبارهای زغال سنگ، نفت، سوخت های فسیلی و گازهای طبیعی موجب این تغییرات شده و این امر باعث آزاد شدن هر ساله بیلیون ها تن از دی اکسید کربن در هوا شده و عده یی معتقدند ممکن است به دلیل کمبود جنگل ها و آغاز کشاورزی باشد.

 Co2 یک گاز گلخانه یی است که اشعه های خورشید را در لایه زیرین اتمسفر به نام تروپوسفر محصور و در این لایه گازهای دیگری که ساخت دست بشر هستند مانند متان و کلروفلور و کربن ها (CFCS) جمع می شوند که در صورت ادامه پیدا کردن این روند مقدار دو برابر غلظت دی اکسید کربن صنعتی تخمین زده شده در اتمسفر در این قرن را خواهیم داشت.این مقدار غلظت باعث بالا رفتن دمای کره زمین بین 2 تا 5 درجه سانتیگراد خواهد شد.

این گرما، آب شدن یخ ها و طغیان بعضی رودخانه ها و برعکس در بعضی دیگر از آنها بر اثر تبخیر زیاد خشک شدن را به همراه دارد. بیماری های عفونی منتشر می شوند، رشد بی رویه گیاهان، توفان های بسیار قوی و ویرانگر و… به همراه خواهد داشت.بیشتر گونه های جانوری در حال نابودی هستند و برای زنده ماندن قادر به کوچ کردن نخواهند بود در حالی که بعضی گونه ها در واکنش به گرما در حال نمو هستند.

در این قرن فعالیت های انسان باعث به راه انداختن و آب شدن قطعات یخی گرینلند و یخچال های Antarctic خواهد شد و این اتفاق دنیا را تحت تاثیر قرار خواهد داد به طوری که سطح آب دریاها تا شش متر بالا آمده و تمام سرزمین هایی را که انسان ها روی آن زندگی می کنند، خواهد پوشاند.

گرمایش زمین هنگامی متعادل خواهد بود که ذرات گوگرد معلق و جذبCO2تولیدشده توسط انسان از طریق دریاها و جنگل ها در حال کنترل باشد اما میزان کنترل کننده های طبیعیCO2 در طبیعت رو به کاهش است.با نگاهی عمیق تر در می یابیم بیشتر دانشمندان و محققان خواستار نگاه و فعالیتی عمیق تر شامل پرورش و توسعه دادن آگاهی ملت های در حال توسعه یا پرجمعیت هستند.

پس از انقلاب صنعتی که در نتیجه آن انسان رو به استفاده بیش از پیش از سوخت‌های فسیلی از جمله ذغال‌سنگ و بعدها نفت و مشتقات آن آورد، روند تولید گازهای گلخانه‌های نیز افزایش یافته است.

سوخت‌های فسیلی، از بقایای موجودات زنده دوران قدیم زمین به وجود آمده‌اند و سوزاندن آنها همراه با آزاد کردن مقدار بسیاری زیادی از گازهای گلخانه‌های و بخصوص دی‌اکسید کربن است. اگر نگاهی به فعالیت‌های روزانه خود بیندازیم، می‌بینیم که تا چه حد روند تولید این گازها افزایش پیدا کرده است. چراغ برقی که در خانه ما روشن می‌شود، رادیو، تلویزیون یا هر ابزار الکتریکی دیگر، نیازمند مصرف برقی است که عمده آن در نیروگاه‌هایی تولید می‌شود که با سوخت‌های فسیلی کار می‌کنند. بنابراین هر کاربری برقی به طور مستقیم و غیرمستقیم در تولید گازهای گلخانه‌های نقش ایفا می‌کند. در کنار آن ماشین‌ها، هواپیماها، اجاق‌های خوراک‌پزی و گرمایشی، به طور مستقیم از مشتقات نفتی استفاده می‌کنند و به طور مستقیم گازهای گلخانه‌های را به جو زمین می‌فرستند و باعث گرمایش زمین می‌شوند.

 ضررهای اقتصادی گرم شدن زمین

برخی از کارشناسان اقتصادی در طول این سال‌ها که بحث گرمایش جهانی در دنیا داغ شد، تلاش کردند میزان ضررهای اقتصادی این گرمایش را در جهان برآورد کنند. تاکنون بیش از یکصد تحقیق در این زمینه انجام شده است، اما هنوز نتیجه یکسان و مشخصی به دست نیامده است. این تحقیقات میزان مضرات اقتصادی گرمایش جهانی را از رقمی در حدود سه دلار برای هر تن دی اکسید کربن تا 95 دلار برای هرتن برآورد کرده‌اند.

نتایج تحقیقات این دانشمندان اما بر یک نکته تاکید دارد: «هرچند کشورهای توسعه یافته بیشترین میزان تولید گازهای گلخانه‌ای را دارند، اما کشورهای در حال توسعه بیشترین آسیب اقتصادی را از گرم شدن زمین می‌بینند.»

منبع:تبیان