Ostrzeganie dzięki energii z drzew
W ostatnich latach pojawiło się kilka pomysłów na zwalczanie pożarów w lasach, jednak w większości przypadków problemem jest zasilanie urządzeń obsługujących takie systemy. Badacze z MIT opracowali bardzo interesujące rozwiązanie, które pozwala na pokonanie tej niedogodności.
Opracowany przez Amerykanów system wykorzystuje energię tzw. gradientu pH, czyli różnicy kwasowości pomiędzy wnętrzem korzenia i otaczającą go glebą. Ponieważ kwasowość środowiska jest równoznaczna z obecnością nadmiaru jonów wodorowych H+, zaś zasadowość oznacza przewagę ujemnie naładowanych jonów OH-, obie te strefy przypominają przeciwległe elektrody baterii. Powstający w ten sposób "obwód elektryczny" ładuje standardowy akumulator, a ten z kolei zasila sensory rejestrujące temperaturę i wilgotność otoczenia. Informacje uzyskane z odpowiednio dużego obszaru są następnie przekazywane do stacji zasilanej ze standardowych źródeł (było to konieczne ze względu na pobór energii), która wysyła je za pośrednictwem łącz satelitarnych do komputera, który przewiduje ryzyko powstania pożaru. Standardowo dane są przesyłane cztery razy dziennie, lecz w przypadku wykrycia ognia wiadomość trafia do systemu natychmiast.
Badacze zauważyli już jakiś czas temu, że drzewa wytwarzają minimalne ilości energii elektrycznej. Nie było jednak jasne, w jaki sposób do tego dochodzi. Odrzucono m.in. możliwość zachodzenia reakcji utleniania i redukcji, powodującej m.in. świecenie żarówki po wbiciu dwóch zasilających ją elektrod w miąższ cytryny. Wykluczono także hipotezę o wpływie położonych pod ziemią kabli elektrycznych, które mogłyby indukować prąd powodujący ładowanie baterii. Dopiero seria eksperymentów przeprowadzonych w laboratoriach MIT wykazała, że zjawiskiem odpowiedzialnym za powstawanie prądu elektrycznego jest właśnie gradient pH.
Wstępne eksperymenty nad generowaniem energii z wykorzystaniem drzew ufundowała firma MagCap Engineering, uruchomiona dzięki środkom pozyskanym z prowadzonego przez MIT programu wsparcia finansowego dla innowacyjnych produktów opracowanych przez studentów. Produkcja prototypowych sensorów wchodzących w skład systemu wczesnego ostrzegania o pożarach będzie prowadzona przez firmę Voltree Power, uruchomioną m.in. dzięki wkładowi finansowemu badaczy z MIT biorących udział w badaniach: dr. Andreasa Mershina oraz Christophera J. Love'a.
Przedstawiciele przedsiębiorstwa planują na wiosnę uruchomienie eksperymentalnego pola doświadczalnego o powierzchni około 4 hektarów. Zalesiony teren, na którym zostanie przeprowadzony test, zostanie udostępniony przez U.S. Forest Service - amerykańską instytucję odpowiedzialną za zarządzanie terenami leśnymi. Bez wątpienia będzie ona szczególnie zainteresowana skorzystaniem z urządzeń produkowanych przez Voltree Power.
Jaka jest wydajność systemu? Dr Mershin ocenia wstępnie: oczekujemy, że będziemy potrzebowali zaopatrzyć w nasze urządzenia cztery drzewa na akr [1 akr to ok. 0,4 hektara - przyp. red.]. Obecnie trwają prace nad minimalizacją zużycia energii przez poszczególne elementy systemu skomunikowanych ze sobą urządzeń.
Komentarze (19)
inhet, 25 września 2008, 20:23
Ot i wada specjalizacji. Rolnicy od tysiącleci już wiedzą, że rośliny zakwaszają glebę, a biedni MIT-owcy musieli to odkryć na nowo.
mikroos, 25 września 2008, 20:27
Ale przecież to odkrycie polega na czymś kompletnie innym.
inhet, 25 września 2008, 20:29
Na czym według ciebie? Jak rozumiem, chodzi o różnicę potencjałów między wnętrzem korzenia i otaczająca glebą.
mikroos, 25 września 2008, 20:34
Na tym, że udało się stworzyć urządzenie, które jest w stanie generować energię pod ziemią, a nie tylko w modelowych warunkach dwóch roztworów o różnym pH. Chodzi także o stworzenie sieci czujników, które są całkowicie samowystarczalne i nie wymagają serwisowania w przeciwieństwie do stosowanych obecnie rozwiązań. Obecnie wygląda to tak, że leśnik musi jeździć co jakiś czas na rewir i wymieniać akumulatory, a do tego muszą one być znacznie większe (bo nie są na bieżąco ładowane), które są większym zagrożeniem. W porównaniu do innych metod zasilania, np. energii słonecznej, istnieje jeszcze przewaga w postaci względnie stałej dostawy prądu. No i przede wszystkim chodzi o stworzenie zgrabnej, kompleksowej i skutecznej technologii.
Mnie tylko zastanawia jedno: skoro wszyscy jesteście tacy genialni i wszystkie te odkrycia są takie oczywiste, to dlaczego nie Wy na to wpadliście i nie jesteście dziś milionerami?
Gość fakir, 25 września 2008, 21:59
krzysiek, 25 września 2008, 22:00
To nie jest odkrycie, odkryciem tutaj jest poznanie faktu jak powstaje, zaobserwowany już wcześniej prąd. Cała reszta już była znana wcześniej.
miłego wieczoru
inhet, 25 września 2008, 22:40
Ano po prostu żebyś miał powód do myślenia choćby o jednym: dlaczego nie wszyscy chcą być milionerami? ;D
mikroos, 25 września 2008, 22:42
No dobrze, to skoro taki z Ciebie wspaniały idealista i altruista, to zapytam inaczej: dlaczego to nie Ty wpadłeś na ten genialny pomysł i dlaczego nie dałeś ludzkości wspaniałego wynalazku, by żyło się lepiej? Przecież to oczywista oczywistość, że dało się to zrobić. Może nawet dostałbyś nominację do nagrody waldiego.
Gość smiledeathiscoming, 25 września 2008, 22:48
Aminanimator, 25 września 2008, 22:52
Pobieżna diagnoza: rzeżączka.
Jednak po szczegóły zwróć się do specjalisty, Smiledeathiscoming.
(nierozumiejącym wyjaśniam, że powyżej znajdowała się fotografia ludzkiego penisa)
mikroos, 25 września 2008, 22:57
Całe szczęście, że to chory na rzeżączkę. Ja już myślałem, że to zwykły kretyn.
Gość smiledeathiscoming, 25 września 2008, 22:57
A ja myślałem, że to Twoja stara.
Mariusz Błoński, 26 września 2008, 09:08
Proszę nie wstawiać na forum dużych obrazków ani nie obrażać uczestników.
Pozdrawiam.
Mariusz Błoński, 26 września 2008, 09:09
Nie obrażajmy się, tylko dyskutujmy
mikroos, 26 września 2008, 09:12
Przepraszam. Ponosi mnie, gdy widzę ludzi, którym internetowa anonimowość uderza do głowy.
thibris, 26 września 2008, 09:25
Offtopic - czy nie dałoby się zablokować możliwości pisania postów przez gości ? Zgaduję że kolega smiledeathiscoming był gościem w czasie pisania postów, a nie został zdegradowany po tej czynności
mikroos, 26 września 2008, 09:33
W momencie pisania, czyli późnym wieczorem/w nocy, był użytkownikiem.
krzysiek, 26 września 2008, 11:06
Przecież to jeszcze nie zostało zrobione! Na razie tylko wydano na to dużo kasy.. i powiedziano że to będzie działać. Nie wiem jak dużo prądu wytwarza takie drzewo ale przesłanie informacji przez las do jakiegoś centrum alarmów wymaga całkiem sporo energii (rozumiem ze realizowane jest to bezprzewodowo:).
Poza tym, czy sprawdził ktoś jak zareagują same zainteresowane, drzewa jak im ktoś trochę prądu podkradnie?
Pytasz dlaczego nikt z nas nie wymyślił czegoś takiego. Odpowiedz jest prosta, większość z tych, którzy chcą to robić poważnie już dawno wyjechała tam gdzie mając dobry pomysł dostajesz środki na jego realizację.
miłego dnia
mikroos, 26 września 2008, 11:15
Generator już działa, prototypy całego systemu również. Lada moment zaczyna się testowanie urządzeń w terenie. Mało?
Mam propozycję: przeczytaj notkę jeszcze raz
Jak chcesz to wiedzieć bez wykonania testów? Właśnie one będą teraz przeprowadzane. W czym widzisz problem?
Ale skoro pomysł jest tak absolutnie prosty i oczywisty, dlaczego nie zaproponowałeś go pięć lat temu? Wszyscy jesteście tacy mądrzy, gdy ktos opublikował gotowe rozwiązanie. Gdy trzeba je było odkrywać, wszyscy siedzieliście cicho albo szydziliście z poprzedniej generacji wynalazków. W gadaniu każdy potrafi być mocny.
Wzajemnie!