Сейчас перед современными учёными стоит ряд нетривиальных задач, от решения которых зависит очень многое. С одной стороны, это проблемы использования не возобновляемых ресурсов, которые вскорости могут закончиться, таких, как нефть, уголь или природный газ, а с другой - безопасность того же человека и экологической обстановки на планете. "Мирный" атом нам уже дал с десяток Хиросим буквально в центре Европы, и его использование сейчас не выглядит так заманчиво, как раньше. Что касается других экологических аспектов, то за последние сто лет природа потерпела столько отрицательных воздействий со стороны человека, сколько не было практически за всю нашу совместную историю.

Вообще, проблема более глобальна, чем кажется на первый взгляд. Нам нужно значительно уменьшить количество загрязнений от использования ископаемого топлива для того, чтобы можно было удобно жить следующим поколениям. Поэтому ученые сейчас вовсю взялись за четыре ключевые составляющие: солнце, воздух, вода, земля. Причем то, что прорабатывается сейчас, в скором времени может вполне изменить экономическую карту мира. Например...

Газовые гидраты

На данный момент широко обсуждается вопрос использования так называемых газовых гидратов (замерзшего метана, связанного с водой). Изначально огромные залежи его нашли в космосе, например, на Юпитере. Но потом оказалось, что океанические пространства Земли также обладают большим количеством этого вещества. И не просто большим. По проведенным подсчетам, у нас на планете его запасов оказалось больше, чем угля, нефти и газа вместе взятых. Правда, пока само ноу-хау находится в стадии идейной проработки, и о промышленной разведке залежей речь пока не идет.

Причем в данном случае мы говорим всё-таки о неком возобновляемом ресурсе, поскольку он постоянно производится на океанских глубинах.

Биотопливо

Биотопливо - это возобновляемый ресурс, правда, он может хорошо потребляться и человеком, а перепроизводства в данной сфере никогда нет:). Все дело в том, что биотопливо - это замена дизельному, но созданное из биологических компонентов: масла и спирта. Данному направлению несколько лет назад предрекали очень большое развитие, хотя в одно время все застопорилось, посему саму идею оставляем... на будущее.

Солнце

Солнечная энергия как альтернативный источник получения электричества рассматривается уже очень давно. Но пока он остается одной из самых дорогих альтернатив из-за низкого КПД преобразования и дорогого производства комплектующих. К тому же имеется прямая зависимость от Солнца - это нужен и регион соответствующий плюс решения насчет того, что делать ночью, и так далее.

Хотя, не так давно в области микро и нанотехнологий начали разработку небольших электростанций, состоящих из огромного количества микро/нано антеннок. Вся прелесть данных решений состоит в том, что они улавливают электромагнитные волны в области инфракрасного спектра. Проработкой идеи занимаются исследователи из национальной лаборатории Айдахо в сотрудничестве со специалистами из американской компании MicroContinuum и университета Миссури. В принципе, и название "микроэлектростанции" подходит как нельзя лучше. Само ИК излучение имеется в наличии и ночью от нагретых в течение дня поверхностей. Чем же интересна эта разработка? Ученые сказали об очень высоком КПД и крайне низкой себестоимости получившихся преобразователей. То есть, уже сейчас можно говорить о рождении нового направления. Как знать, может быть, именно эти микроэлектростанции в скором будущем станут основными кирпичиками больших сооружений. Хотя у новоизобретенной технологии есть несколько проблем, а именно - выпрямление тока с очень большой частотой и изучение воздействия рядом стоящих микроантенн друг на друга. По существу, обе решаемы, нужно только время на качественную доработку.

С появлением солнечных электростанций с высоким КПД и низкой себестоимостью уже можно решить ряд проблем.

Солнце плюс воздух

Это очень интересный австралийский проект, который, во-первых, великолепно подходит для самой Австралии с ее засушливыми нежилыми пространствами, а во-вторых, достаточно только построить... больше ничего докупать не нужно.

А суть такова. Каждый знает, что горячий воздух поднимается вверх. Ученые предложили сделать некий колпак-теплицу огромного диаметра, причем построенный таким образом, что нагретому солнцем воздуху некуда деваться, кроме как течь к центральной трубе, в которой формируется очень мощный поток, вращающий турбины. Можно сказать, живая физика в действии. Причем, ни вредных отходов, ни вообще использования каких-либо невозобновляемых ресурсов. Пока натуральной реализации нет, но известно, что австралийское правительство тратит на это деньги. Если идея заработает, то проблема экологической электроэнергии в пустынях практически решена.

Водород

Вот-вот. Кстати, будущее автомобилей на водородном топливе предсказал еще Жюль Верн в произведении "Париж XX века". А этот "предсказатель", как демонстрирует история, ошибается очень редко.

Но сегодня мы поговорим не об автомобилях, а о проекте Torus (Объединенный Европейский Центр Ядерного Синтеза). Чем они занимаются, попробуем объяснить простыми словами, да простят нас ядерщики. В качестве топлива там выступает водород, который разогревается до температуры 150 млн градусов Цельсия, превращаясь в плазму, атомы которой сталкиваются и сливаются, а когда положительно заряженные ионы преодолевают свою естественную силу отталкивания, выделяется энергия. Данный метод в миллион раз эффективнее современных атомных электростанций на радиоактивных уране и плутоне. А тут мы говорим о водороде, который, мало того, что безопасен, так еще и имеется в огромном количестве на Земле.

Пока проект находится на стадии тестирования, а практическую реализацию смогут увидеть наши дети.

Пьезоэффект

Данное направление пока мало изучено, но оно дает очень много перспектив впоследствии исключительно для наноуровня. Сама идея преобразования механических вибраций в электрический ток известна практически любому нашему современнику, начиная от примеров тех же головок звукоснимателей в проигрывателях грампластинок и современных звукоснимателей для музыкальных инструментов. Но этим дело не ограничивается. Например, в последние годы сразу несколько лабораторий, которые решили заняться сложным делом питания нанороботов, применяемых в медицине (тех, которые должны чистить стенки сосудов и регулировать давление), остановили свой выбор на пьезоэффекте. То есть, пример идеи: такая батарейка станет давать ток, если на нее будет проецироваться ультразвуковое излучение. То есть, в любом случае необходим внешний механический возбудитель.

Что интересно, уже есть попытки-предположения вывести все и на макроуровень, проблема одна - нужно найти постоянный природный источник таких вибраций. Да и вообще, сама идея с макроуровнем для пьезоэффекта выглядит очень неправдоподобно.

В завершение

Пожалуй, использование энергии ветра - самый распространенный вариант среди альтернативных. Как пример можно привести уже достаточно большое количество современных зданий, архитекторы которых предусмотрели возможность их "питания" от ветряных электростанций, встроенных прямо в сооружения. У этого направления огромное будущее.

На энергию ветра огромное внимание обратила та же Европа, и, например, сейчас там уже осталось мало мест, где есть постоянный ветер и не стоят ветряки. Причем та же Голландия имеет целую мощную ветроэлектростанцию, расположенную в 16 км от берега в Северном море. Хоть в чем-то географически им повезло (имеется в виду опасность затопления).

Активное развитие сейчас наблюдается в области использования геотермальных источников. Но это, опять же, у тех, кому "повезло". У кого есть реки с большим течением, используют это течение в качестве источника. Например, сейчас идет грандиозный план по альтернативному энергоснабжению Манхэттена (район Нью-Йорка). Энергия морских волн начинает использоваться.

В общем и целом, в каждом из случаев требуется индивидуальный подход, иногда требующий гибридного снабжения. А вкупе человечество начинает поворачиваться в правильном русле. Ведь пословица "После меня хоть трава не расти" в некоторых случаях оказалась буквально правдивой. Действительно, где-то трава уже не растёт.

Кристофер