Una soluzione climatica inaspettata

Nicholas Witham è il vincitore del primo posto del Wilkes Center Student Innovation Prize, assegnato all'inizio di questo mese presso l'Università dello Utah. Il concorso invitava gli studenti a proporre soluzioni creative per affrontare la crisi climatica e a tenere presentazioni che ne dettagliassero il potenziale impatto, i benefici e la praticità. Altri tre premi, uno per il secondo e due per il terzo, sono stati assegnati anche durante il Wilkes Climate Summit inaugurale presso l'U il 17 e 18 maggio.

Studente laureato alla U, Witham sta attualmente conseguendo il suo dottorato di ricerca. in ingegneria biomedica mentre gestiva la sua azienda Gaia Technologies, che produce componenti protesici. Per il Wilkes Center Student Innovation Prize, ha progettato un innovativo generatore elettrico rinnovabile che si basa sulle fluttuazioni naturali della temperatura terrestre.

"Il tipo di generatore che ho progettato funziona con muscoli artificiali termomotori", ha detto. "Ciò significa che si contraggono quando li riscaldi. Ogni giorno la Terra diventa più calda e più fredda, il che li fa muovere e possono azionare una turbina, generando energia. La cosa bella è che anche il raffreddamento genera energia, quindi tu può produrre energia giorno e notte."

CREDITO FOTOGRAFICO: Todd Anderson

Nicholas Witham, dottorando in ingegneria biomedica.

Questo potenziale per la produzione di energia 24 ore su 24 potrebbe aiutare a colmare il divario energetico che è comune con le fonti di energia rinnovabile.

Uno dei primi posti in cui Witham spera di installare i suoi generatori è nel sud dello Utah, dove il cambiamento di temperatura tra il giorno e la notte è ideale per questa tecnologia 10 mesi all'anno. Anche se le fluttuazioni naturali della temperatura potrebbero talvolta non riuscire a far funzionare i generatori, Witham ritiene che potrebbero essere utilizzati per integrare le energie rinnovabili esistenti, come l’energia solare e geotermica.

"È possibile utilizzare pompe di calore geotermiche altamente efficienti per azionarli senza la necessità di un cambiamento di temperatura causato dall'ambiente. Il calore in eccesso che stanno sprecando, senza far girare una turbina, semplicemente raffreddandosi prima di pomparlo nuovamente nella Terra: noi potremmo usarlo per aumentare di dieci volte la produzione di energia dei nostri generatori," ha detto.

Infatti, l’installazione di questi generatori in impianti geotermici o solari preesistenti può essere l’opzione ideale per massimizzare l’efficienza e il costo di questi siti.

"Ho analizzato i numeri e credo che questa potrebbe essere una soluzione che potrebbe costare meno dell'energia solare e che è possibile scalarla verticalmente", ha spiegato Witham. "Quindi, potresti utilizzare l'infrastruttura solare esistente, posizionare i pannelli solari sopra e ogni volta che desideri reinvestire nel sito senza dover far passare nuove linee elettriche, potresti semplicemente impilarli più in alto."

Non solo il generatore è una forma potenzialmente potente di energia rinnovabile, ma incorpora anche la cattura del carbonio nella sua progettazione. "Questi sono tessuti polimerici. Quindi, sono fatti di una plastica chiamata polietilene lineare a bassa densità (LLDPE), che è un tipo di plastica che può essere bioderivata. Ciò significa che puoi usare bucce di mais per realizzare questa plastica come un forma indiretta di cattura del carbonio. Ogni chilogrammo di LLDPE sequestra 3 chilogrammi di carbonio."

Witham ha considerato attentamente l’impatto ambientale di questi generatori, assicurandosi che contribuissero agli sforzi di sequestro del carbonio invece di creare più rifiuti. "Lo smantellamento dei pannelli solari, ad esempio, genera una notevole quantità di rifiuti elettronici. Questo sistema è progettato per essere riciclato e smantellato in modo sicuro dal punto di vista ambientale", ha affermato.

Witham prevede di ospitare l'intero generatore all'interno di un container e stima che uno di questi generatori potrebbe durare oltre 25 anni con una manutenzione minima. A causa della loro natura autonoma, l'impatto e l'effetto di queste unità sull'ambiente circostante sono minimi.

"È essenzialmente una grande scatola nera che intendiamo mettere in mezzo al deserto. Ho contattato l'ufficio EPA locale a questo proposito per vedere se c'era qualcosa che mi mancava, e non avevano reali preoccupazioni. Perché la stiamo mettendo in una scatola verrebbero contenute tutte le microplastiche che potrebbero essere generate dal taglio o dalla rottura catastrofica dei tessuti," ha affermato.