Bardzo nietypowe źródła energii

W cyklu powieści s-f „Długa ziemia” kluczową rolę odgrywa niewielkie urządzenie czerpiące prąd nie z normalnej baterii, ale z ziemniaka. Choć Terry Pratchett i Stephen Baxter wymyślili wiele niemożliwych technologii, akurat ten pomysł do nich nie należy. Niemal każdy owoc czy warzywo można wykorzystać jako proste ogniwo galwaniczne. Wystarczy wbić np. w cytrynę dwa kawałki drutu, z miedzi i cynku. Tak spreparowana bateria daje najwyżej 0,5 V. Tak skromne źródło energii wystarcza jednak do zasilenia np. elektronicznego zegarka. Dla mieszkańców Europy to raczej zabawa, ale badacze z Uniwersytetu Hebrew w Jerozolimie kilka lat temu udowodnili, że biologiczne baterie mogą być bardzo tanim i łatwo dostępnym źródłem energii w krajach Trzeciego Świata pozbawionych dostępu do infrastruktury.

Czasem zresztą decydujące jest nie uzyskiwane napięcie, lecz niewielka masa i uniwersalność urządzenia. Coraz częściej łączy się elektronikę z ubraniami. W miarę rozwoju technologii mogą powstać np. ubrania zmieniające kolor albo wzór zgodnie z potrzebami użytkownika. Trzeba je jednak będzie zasilać. W tym przypadku źródłem energii okazuje się sam użytkownik. Dzięki zastosowaniu materiałów piezoelektrycznych ruch, ściskanie i rozciąganie miałyby zostać przekształcone w energię elektryczną. Prototypy już istnieją, być może za kilka lat będzie je można zobaczyć poza laboratoriami badaczy.

Innym sposobem na wykorzystanie ludzkiej energii są płytki chodnikowe wytwarzające energię pod ciężarem przechodniów. Już kilka lat temu można je było zobaczyć w klubach tanecznych, pokazową instalację tego typu zamontowano także w Londynie przed olimpiadą.

Od dawna wiadomo, że elektryczność wytwarzają również zwierzęta. Niektóre gatunki radzą sobie z tym doskonale. Węgorz elektryczny może wygenerować impuls o napięciu 600 V przy natężeniu 1 ampera. Trwa jednak zbyt krótko, by węgorze wykorzystać jako żywe dynama. Naukowcy zaprzęgli jednak do pracy znacznie mniejsze istoty. Amerykański zespół Seung-Wuka Lee z Lawrence Berkeley National Laboratory zbudował w 2012 roku „urządzenie” wielkości znaczka pocztowego, w którym energię generuje warstwa wirusów. Wystarczy lekko uderzyć w powierzchnię płytki, a wytwarza ona elektryczność wystarczającą do zasilenia małego ciekłokrystalicznego wyświetlacza.
Wirusy nie budzą najcieplejszych skojarzeń, choć akurat szczep używany przez badaczy jest dla człowieka zupełnie niegroźny. Za to „energetyczne farmy” brzmią już całkiem swojsko. W warszawskiej SGGW trwają badania nad możliwością czerpania prądu z roślin. Ładunek elektryczny mógłby być zbierany z liści tytoniu i innych roślin. Brzmi to jak pracochłonne zadanie, w końcu trzeba podłączyć do sieci całe pole, ale takie zadania też da się zmechanizować.

W 2015 roku Olga Malinkiewicz zaprezentowała technologię wytwarzania tanich ogniw perowskitowych. Są co prawda mniej wydajne od krzemowych baterii słonecznych, ale za to tańsze, a co najważniejsze, można je nanieść na elastyczny materiał. Gdyby powstała niedroga folia produkująca energię, można by zmienić elewacje bloków, całe powierzchnie dachów czy żagle jachtów w niewielkie elektrownie. Takie domy same produkowałyby część niezbędnej użytkownikom energii.

Przestrzeń do budowy konwencjonalnych farm wiatrowych jest ograniczona. Nie można ich stawiać zbyt blisko domów, nie wszędzie wiatr wieje wystarczająco często i mocno. Wynalazcy proponują więc inne rozwiązania. Buduje się już morskie farmy oddalone na kilka kilometrów od wybrzeża. Na pełnym morzu siła wiatru jest większa, a przy tym jest on bardziej stabilny. Podobnie warunki panują zresztą również wysoko nad ziemią.

Przeprowadzone w 2009 roku badania Carnegie Institution for Science oraz Uniwersytetu Kalifornijskiego sugerują, że energię z wiatru można czerpać prawie wszędzie na świecie. Na wysokości kilkuset metrów wieje niemal bez przerwy. Żeby skorzystać z tego strumienia, trzeba umieścić turbinę wysoko. Jedną z możliwości jest połączenie turbiny z balonem. Takie urządzenie można łatwo zamontować w nowym miejscu i uruchomić znacznie szybciej niż typowy wiatrak. Bo są i nietypowe – np. w postaci obracających się kolumn. Jedna z takich maszyn działa od kilku lat w Kodeniu na Lubelszczyźnie. Jej trzydziestometrowe, pionowe turbiny wyglądałyby jednak jak wykałaczki przy gigantycznej konstrukcji, której plany zaprezentowano kilka lat temu w Pekinie. MagLev wind turbine miałaby zapewniać zasilanie dla 750 000 gospodarstw domowych, a jej gigantyczny bęben byłby osadzony na poduszce magnetycznej, jak w superszybkich japońskich pociągach. Wszystko po to, by zmniejszyć do minimum tarcie.