Ekologické bydleníRodinný dům, nízkoenergetické bydlení, zelená úsporám

Vědci a inženýři z MIT opět přicházejí se zajímavou novinkou. Tamní laboratoř Nocera, vedena profesorem Dainelem Nocerou, se zaměřuje na levnou výrobu energie. Před rokem se vědcům podařil významný objev. Vyvinuli totiž katalyzátor, který dokáže levně provádět elektrolýzu – tedy rozkládat vodu na kyslík a vodík.

Nyní se laboratoř pokouší a komercializaci tohoto objevu skrze novou společnost Sun Catalytix, do které investovala své peníze investiční společnost Polaris Ventures. Cílem je vyvinoutlevný systém výroby energie, který dá domácnostem kompletní energetickou nezávislost.

Hlavní součástí tohoto systému je právě nový katalyzátor, solární panely a palivové články. Solární panely budou během dne dodávat např. rodinnému domu energii. Ta přebytková však bude využita pro elektrolýzu. Kyslík a vodík se budou ukládat ve speciálních nádržích. V noci, nebo při vysoké zátěži, se pak vodík „pustí“ do palivových článků, které dodají další energii. Otázkou je, za dvě obrovské nádrže s kyslíkem a vodíkem v jedné domácnosti nebudou představovat jisté bezpečností riziko.

„Během jednoho roku bychom rádi měli zcela funkční kilowattový systém,“ komentoval aktuální stav vývoje Nocera pro magazín CNET. Dodal zároveň, že plně funkční systém určený ke komerčnímu využití nebude dříve než za osm let. Skládá se totiž z celé řady součástí, jejichž cena musí ještě podstatně klesnout – nádrže na vodík, solární panely, palivové články.

Podle Nocerových propočtů by denní spotřebu jednoho rodinného domu pokryly asi tři litry vody. Vodík by bylo případně možné načerpat také do vodíkových aut. Domácí stanice na výrobu vodíku nejsou ničím novým, nicméně průlomové na produktu od Sun Catalytix má být jeho cenová dostupnost. K produkci vodíku půjde navíc využít voda prakticky jakékoliv kvality.

Základem novinky je fosfát kobaltu, který dokáže z vody vyrábět vodík a kyslík mnohem efektivněji než současné katalyzátory. Hlavní inspiraci prý Nocera a jeho kolega Matthew Kanan čerpali ve fotosyntéze rostlin. Představují si, že svým vynálezem podnítí revoluci v energetické soběstačnosti domácností a že dráty vedoucí k domům se stanou přežitkem.

Big Apple neboli New York City má velký „zelený“ plán. Jeho cílem je snížit emise oxidu uhličitého o 30% do roku 2030. Jednou ze součástí tohoto plánu je také zvýšit podíl recyklace odpadu ze současných 30% na téměř 100%. K tomu má dopomoci mimo jiné v současné době spuštěný projekt MIT s názvem „Trash Track“, který se zabývá sledováním putování odpadu po městě.

„Co kdybychom věděli přesně kam náš odpad jde a kolik energie je třeba na to, aby zmizel? Přinutilo by nás to více přemýšlet o tom, zda si opravdu potřebujeme koupit balenou vodu nebo nové žiletky?“ ptají se autoři projektu. V rámci projektu Trash Track bude k vybraným typům odpadu připevněno speciální elektronické zařízení, které bude sledovat pohyb odpadků v rámci systému zpracování odpadů v New Yorku a Seattlu. Projekt pak bude monitorovat nejen pohyb, ale také vynaložené náklady.

„Odpad je jedním z nejpalčivějších problémů – jak přímo, tak jako odraz našich postojů a našeho chování,“ říká profesor Carlo Ratti, hlava laboratoře MIT SENSEable City. „Cílem našeho projektu je odhalit postup zbavování se každodenních objektů našeho života a zároveň upozornit na potenciální neefektivní části dnešních recyklačních a odpadových systémů,“ dodal. Tvůrci projektu doufají, že výsledky pomohou zároveň přinutit běžné lidi, aby o svém každodenním chování více přemýšleli. Každý totiž bude moct sledovat cesty tisíců vybraných odpadků městem na speciální webové stránce.

Zatímco miliardář T. Boone Pickens sází na větrnou energii a větrné elektrárny, Google v USA investuje prakticky do všech obnovitelných zdrojů energie, kromě jiných sází také na geotermální energii. Dobře ví proč. Podle poslední vládní studie mají Spojené státy pod zemí ukryty obrovské zásoby geotermální energie.

Podle zprávy je možné konvenčně generovat s pomocí geotermálních elektráren až 9057 MWe. Dalších 30 033 MWe je potenciálně ukryto v dosud neobjevených zdrojích a dalších 517 800 MWe by bylo možné využít za pomoci EGS („Enhanced Geothermal Systems“ neboli pokročilých geotermálních systémů). V době, kdy chce americká vláda rozhodnout o povolení těžby ropy na americkém pobřeží, je tato zpráva zásadní pro všechny ekologicky uvažující aktivisty. USA jsou už dnes největšími světovými producenty geotermální energie a už před rokem vědci z MIT upozorňovali, že by Amerika měla začít tento zdroj využívat v podstatně větším měřítku.

Největším problémem bránícím v masivním rozšíření alternativních zdrojů energie, zejména solárních panelů, je dnes vysoká cena. Ať už jde o solární kolektory nebo fotovoltaiku, ceny se pohybují v řádech statisíců a i před dostupnost dotací jsou pro běžné smrtelníky pořád ještě nedostupné. Výzkumníci na MIT, neboli Massachusetts Institute of Technology, se proto zabývají bádáním nad tím, jak vysoké výdaje snížit. Pracují například na solárním koncentrátoru, který dokáže přesměrovat energii z velké plochy (například okna) do menší oblasti, například do rohů. Pouze tam pak budou umístěny solární články, které z energie vyrobí elektřinu. Podle článku v magazínu Science by nemělo dlouho trvat a na trhu by se mohla objevit okna, která nejenže budou poskytovat světlení pro místnosti a čistý pohled na svět venku, ale navíc dokáží také budovy zásobovat energií. Rozšíření této technologie očekávají odborníci zhruba do tří let, mimo jiné i díky velmi nízkým nákladům na výrobu.

I když její cena neustále klesá, je solární energie je pořád ještě drahá ve srovnání s fosilními palivy. Hlavní úlohou všech výzkumníků je dnes tedy především snížení ceny, resp. zvýšení účinnosti solárních panelů., fotovoltaiky či obecně solárních zařízení. Tým studentů na americkém MIT vedený strojařem Spencerem Ahrensem strávil posledních pár měsíců budováním prototypu koncentračního solárního systému, který by mohl přinést zásadní změnu do celého odvětví. Jedná se o zrcadlovou parabolu, která dokáže koncentrovat sluneční záření až 1000x, postavená z jednoduchých a především levných materiálů. „Hlavní výzvou pro nás bylo udělat to celé jednoduše,“ řekl Ahrens. „Využíváme maetriály a součástky, které jsou běžně dostupné,“ dodal. Podle propočtů dokáže jeden metr čtvereční nového zařízení zastat jeden barel ropy ročně. Životnost zařízení je odhadována na déle než třicet let. Při masivním nasazení by tento projekt mohl podle studentů znamenat významnou změnu.

Vědci z MIT navrhli elektrárnu, kde elektřinu generují… lidé. Ale nepředstavujte si Matrix, kde lidé fungují jako baterie. Studenti oboru Architektura a plánování James Graham a Thaddeus Jusczyk našli způsob, jak získávat energii z pohybu lidí.

V supermarketech každý den lidé nachodí desítky, možná stovky kilometrů a energie „dupání“ zůstává zcela nevyužita. Tzv. „Davová farma“ by získávala energii právě z chození nebo skákání lidí v městském prostředí tím, že by přeměňovala jejich mechanickou energii v energii elektrickou. Pod podlahou by byly instalovány bloky, které by při pohybu lidí nad nimi generovaly energii.

Nejde ovšem zařízení, které by se uchytilo v domácnostech. Tato piezo-elektrická zařízení by posloužila především na frekventovaných prostranstvích jako jsou nádraží nebo supermarkety. Jediný lidský krok vygeneruje energii potřebnou pro rozsvícení dvou 60W žárovek na 1 sekundu. Desetitisíce takových kroků už by dokázaly minimálně zásobovat energií například osvětlení v dané lokalitě.