محققان در سراسر جهان در حال کار بر روی روشهای جدید برای تولید مقادیر عظیمی از انرژی هستند. افزایش جهانی استفاده از دادهها احتمال بروز بحران در آیندهای نه چندان دور را دامن زده است که محققان را به سمت ایجاد خلاقیت با استفاده از روشهای جدید و اصلاح شده برای تولید و ذخیره انرژی سوق میدهد.
پروژههای در حال اجرا شامل استفاده از آب دریا برای باتریها، گرفتن رطوبت محیط؛ سیستمهای عظیم ذخیره آب برای نیروگاههای برق و پانلهای خورشیدی که در شب هنگام کار میکنند، همگی جز مواردی هستند که محققان برای به دست آوردن نیرو روی آنها در حال تحقیق و بررسی هستند.
باتریهای مبتنی بر آب دریا
دانشگاه جنوبی دانمارک میگوید: آب دریا باتریهای فوق العاده را تأمین خواهد کرد. محققان در حال مطالعه روی چگونگی استفاده از سدیم که در آب دریا فراوان است به عنوان جایگزینی برای لیتیوم در باتریها هستند.
دورته بومولد راونسبک رهبر تحقیقات دپارتمان فیزیک، شیمی و داروسازی دانشگاه در در اینباره توضیح میدهد که سدیم یک منبع بسیار در دسترس است و میتوان آن را به راحتی از آب دریا استخراج کرد. از طرف دیگر لیتیوم یک منبع محدود است که فقط در چند مکان در جهان استخراج میشود. باتریهای مستقر در آب دریا نیز نیاز به Cobalt (عنصر شیمیایی ماندد نیکل)را دارند که در سلولهای لیتیوم استفاده میشود. این تیم معتقد است که ماده جدید الکترود بر اساس منگنز ساخته شده است که باعث میشود باتری ساخته شده از آب دریا در نهایت قابل استفاده باشد.
استفاده از رطوبت محیط برای تولید برق
برخی دانشمندان میگویند رطوبت تسخیر شده توسط بیو الکترونیک میتواند منبع قدرت پایداری برای حسگرها باشد.
محققان دانشگاه ماساچوست در مقالهای که در Nature منتشر شده است در اینباره توضیح دادهاند: "برداشت انرژی از محیطزیست، نوید قدرت پاک را برای سیستمهای پایدار فراهم میآورد. با این حال ، فناوریهای شناخته شده غالباً الزامات محدود کننده محیطی دارند به عنوان مثال صفحات خورشیدی که باید در محیط فضای باز نصب شوند که پتانسیل تولید انرژی آنها را محدود میکند.
برداشت رطوبت با نانوسیمهای پروتئینی الزامات زیستمحیطی را محدود نمیکند. ولتاژهای پایدار در حدود نیم ولت را میتوان از رطوبت موجود در هوای معمولی و محیط دریافت کرد. این گروه ادعا میکند که اتصال چندین دستگاه به صورت خطی باعث افزایش ولتاژ و جریان میشود. نتایج حاصله امکانپذیر بودن یک استراتژی مداوم برای برداشت انرژی را نشان میدهد که با موقعیت یا شرایط محیطی نسبت به سایر رویکردهای پایدار محدودتر است.
ذخیره فصلی انرژی آبی
دانشمندان موسسه بینالمللی تجزیه و تحلیل سیستمهای کاربردی میگویند در مقیاس بزرگ، ذخیره آب داخل کشور میتواند مسائل مربوط به انرژی تجدید پذیر را حل کند.
یکی از مشکلات بزرگ جمعآوری نیرو از محیطزیست برخلاف استفاده از سوختهای فسیلی، مکانی برای ذخیره برق است، این سازمان اتریشی معتقد است که از سیستمهای برق آبی برای مهار انرژیهای تجدید پذیر باید استفاده شود. علاوه بر این ذخیره نیروگاه فصلی (SPHS) بهتر از باد یا خورشیدی است. این گروه ادعا میکند که نه تنها در زمان واقعی به اندازه مورد نیاز نیرو تولید میکند، بلکه تحت تأثیر تغییرات نیست و وابسته به روزهای بادی و امثال اینها نیست. وقتی جریان آب زیاد است اما تقاضای برق کم است، SPHS با پمپاژ آب در مخازن سد و رودخانه مجاور کار میکند. با افزایش تقاضای انرژی، آب از طریق توربینها اجازه میدهد تا از مخزن خارج شود. برق از این طریق ایجاد میشود. این تکنیک بسیار اقتصادی است و تنها شامل خرید زمین مورد نیاز ، خاکبرداری و تونل زنی میشود.
سلولهای خورشیدی شبانه
برخلاف تصور رایج پانلهای خورشیدی فتوولتائیک در واقع به عملکرد کامل خورشید احتیاج ندارند. پوشش ابر اجازه میدهد تا برخی از آنها درست کار کنند نه به خوبی. جرمی موندای و ترستان دپه عضو گروه مهندسی برق و رایانه در دانشگاه کالیفرنیا در اینباره میگویند: از زمین باید به عنوان منبع گرما استفاده شود و آسمان شب یک چاه حرارتی استفاده شود.
مقالهای که توسط انجمن شیمیایی آمریکا ACS Photonics منتشر شده است، پیشنهاد میکند که از فتوولتائیک حرارتی استفاده شود، در جایی که خنک کننده تابشی پرتوهای فضای عمیق با فتوولتائیک ترکیب شوند و جریان به عنوان نور مادون قرمز یا گرما ایجاد میشود، به عبارت دیگر در فضایی بسیار سرد و عمیق تابش رخ میدهد.
این راهکار شبیه روش کار سلولهای خورشیدی معمولی است اما با عملکردی بلعکس.