Dela med sig:
10 innovationer för att rädda oss från att dränera jordens resurser
När befolkningen fortsätter att växa och fossila bränslen fortsätter att minska, kommer vi att finna det allt svårare att producera energi, mat och rent vatten. Men tekniska framsteg - några enkla, lite överdrivna - presenterar nya sätt för oss att trivas på planetens begränsade resurser.
10Warka vatten
Etiopien har minst tillgång till rent dricksvatten bland alla afrikanska länder. Kvinnor och barn från de flesta byar måste resa många timmar om dagen för att samla vatten, vilket ofta är smutsigt och förorenat från att delas med boskap och andra djur.
"Warka Water" är en lösning utformad av två italienska ingenjörer och bygger på en mycket enkel princip. Det fäller vattenånga från luften genom kondens. Stativet är 9 meter långt, ramverket är tillverkat av bambu och ett särskilt polyetenväv som samlar vattendroppar. Den väger ca 60 kilo och kan sättas samman av fyra personer om några timmar utan byggnadsställning. Varje pelare kan producera cirka 100 liter (26 liter) rent, färskt vatten om dagen från tunna luftar utan någon ansträngning alls.
Det etiopiska ordet Warka hänvisar till ett vilt fikonträde infödd till landet. Warka-trädet symboliserar fertilitet och generositet och används vanligtvis för offentliga sammankomster och skolklasser.
Warka Water-projektet syftar till att vara igång 2015 i vissa byar över hela landet. Det står som en enkel, billig och elegant lösning för att lösa en liten del av ett stort problem.
9Energy Tower
Energitornet är ett koncept som bygger på samma princip som Solar Updraft Tower men i omvänd. I stället för att uppvärma luften på marken och göra den stiger, är planen här att kyla luften på toppen och få den att falla. För att göra det sprutar vetenskapsmän vatten vid tornets huvud, efterliknande regn. Luften kyls när vattnet förångas. Eftersom kall luft är tyngre än varm luft faller den ner vid mycket höga hastigheter. Kraften hos de vertikala vindarna driver turbiner vid basen av tornet och producerar el.
Ett sådant torn måste vara överväldigande högt 1 000 meter, vilket är nästan tre gånger höjden av Empire State Building och cirka 20 procent högre än den nuvarande högsta strukturen i världen. Men det skulle vara relativt billigt, med tanke på storleken. Det skulle fungera effektivt på varma, torra platser nära vattenkällor.
Förutom att generera kraften rent skulle tornet också minska avsaltningskostnaderna med cirka 50 procent. Avloppsvatten kan också renas om städer och städer ligger i närheten. Havsvattenbassänger nära tornet kan också rymma upp till 160 000 ton fisk. Även den kallare fuktiga luften som pumpas ut kan ändra det lokala torra klimatet, vilket gör det lämpligt för jordbruk.
Med tiden kan salt eller andra fasta material täppa till turbinerna, men förutom det skulle energitornet vara till stor del självförsörjande.
8The Bio Kylskåp
Vanliga hushållskylskåp, även de mer miljövänliga modellerna, utgör cirka 8 procent av hela elräkningen. Sedan den första utvecklingen i 1748 och några ytterligare modifieringar på 1920-talet har kyltekniken inte förändrats mycket. Deras utformning är säkert annorlunda, men de kör fortfarande på kemiska köldmedier som utgör en betydande otrolig hälsorisk vid inandning.
Under 2010 vid Electrolux Design Lab-tävlingen presenterade den unga ryska formgivaren Yuriy Dmitriev sin idé om framtida kylning. Istället för en standardlåda fylld med luft placerar hans design mat i en biopolymergel. Gelén absorberar värme från maten och utvisar det som synligt ljus.
Kylskåpet har ingen motor. Upp till 90 procent av volymen kan användas som lagringsutrymme. Det kan komma i olika former och storlekar, och eftersom det inte har någon dörr eller lådor, kan du till och med montera den på taket om du verkligen ville.
Designen är bara ett koncept vid denna tidpunkt, och vi har inte tekniken för att få det att fungera, men det är en bild av vilka kylskåp som kan vara i år 2050.
7Mine Kafon
Över 50 miljoner landminor förblir oförklarliga i länder som Angola, Kambodja, Afghanistan, Irak och Moçambique. Människor förlorar ofta sina lemmar regelbundet eller till och med sina liv till dessa dolda mördare. Att avväpna till och med en gruva beräknas kosta cirka 1 200 dollar, och med tanke på att Angola ensam har över 20 miljoner av dem, skulle den totala som krävs för att befria landet i denna fruktansvärda situation vara över 24 miljarder dollar.
Massoud Hassani, en afghansk formgivare och tidigare flykting, har byggt sin egen lågkostnadsdetonerande enhet. Väger in på 70 kilo, det är tillräckligt tungt för att utlösa en gruva men lätt nog att drivas av vinden bara. Det ser ut som en maskros och rör sig som en tumbleweed. Tillverkad av bambu och biologiskt nedbrytbar plast, kan den här enheten detonera tre eller fyra laddningar innan den förstörs helt. Kostnaden för att producera en Mine Kafon är bara $ 40.
Mine Kafon har också ett inbyggt GPS-spårningssystem som kan detektera rörelserna för varje enskild enhet och visar var detonation har ägt rum. Detta hjälper människor att kartlägga vilka områden som är minfria och vilka inte är.
Men minkafonen är fortfarande i tidiga utvecklingsstadier och har nackdelar. Det är möjligt att en sådan enhet inte utlöser varje min det rullar över, speciellt om det redan har detonerat ett par gånger. En annan hicka involverar terrängen. Oavsett hur svårt vinden blåsar är chansen att det inte kommer att kunna driva Minekafonen uppför en brant kulle, ur grus eller genom ett skogsområde.
Hassani är medveten om dessa problem och säger att framtida generationer av enheten kommer att vara utrustade med elmotorer för ökad rörlighet och metalldetektorer att kartlägga varje metallobjekt i händelse av en misslyckad detonering. Även om det inte är den perfekta enheten är det ett steg i rätt riktning.
6Aerogel
Airgel är ett fast material framställt av silikagel genom en process för att avlägsna all vätska men lämnar den molekylära strukturen intakt. Den består av upp till 99,98 procent luft, vilket gör den extremt lätt men också mycket spröd. Det kan hålla upp till 4000 gånger sin egen vikt men kan lätt bryta bara genom att försiktigt böja den.
Dess nuvarande användning idag är i rymdvetenskap och prospektering, samlar kometsdamm och tjänar som rymdfarkostisolering. Forskare försöker för närvarande att räkna ut hur man gör det mer motståndskraftigt mot yttre krafter så att det kan ha ännu mer praktisk användning.
Också kallad "frusen rök" kan Airgel spara oss betydligt i värmekostnaderna. Eftersom det främst är luft och luft är en bra isolator kan det här kiselbaserade materialet hålla värme in eller ut ur våra hem. Andra liknande ämnen, gjorda av ämnen som kol, har ytterligare miljövänliga användningsområden.
5Soylent
God mat tar tid att förbereda, medan lämplig mat innehåller vanligtvis massor av feta och tomma kalorier. Så om du inte har mycket tid att spara, äter du förmodligen dåligt. En grupp unga amerikanska företagare har tagit det på sig för att lösa detta problem, och ersätter fast mat med en färdig blandning av alla mineraler och näringsämnen som kroppen behöver.
Namngivna efter den något liknande produkten i en klassisk sci-fi-historia, blir Soylent-pulver till en dryck som är näringsriktigt lika med den perfekta måltiden. Hundratals människor, inklusive designern, har bara bott på Soylent i månader och känner sig bättre än någonsin.
Produkten är ganska billigt att producera och lätt att lagra. Från och med 2014 säljs det för 3 USD per portion och marknadsförs till upptagna personer i industriländer. Samma teknik kan öka i skala för att billigt kunna bekämpa världens hunger.
4Bioluminescence
Forskare arbetar för att ge djurens förmågor som maneter och eldflugor till växter, vilket skapar träd som lyser i mörkret. Syftet med detta experiment är förutom att vara fantastiskt och ganska romantiskt att ersätta gatelampor i städer. Stora summor och stora mängder bränsle spenderas varje natt på gatubelysning, så självförsörjande, naturligt ljus skulle ge stora besparingar.
State University of New York försöker splittra gener från bioluminescerande bakterier till plantor kloroplaster, vilka är kroppar i växtceller som absorberar energi från solljus. Hittills har projektet lyckats med småhusväxter. I större skala kan den här processen verkligen skapa träd som ersätter gatelampor.
3 Traveling Wave Reactor
Kärnkraft är ett mycket effektivt sätt att lösa dilemmaet av CO2 utsläpp. Medan några katastrofer (Tjernobyl 1986 och Fukushima år 2011) har väckt rädsla och misstro mot tekniken är kärnkraften övergripande mycket säkrare och renare än mer använda alternativ.
Men när det inte förbrukar fossila bränslen har kärnkraft sin egen resurs problem. Det använder en relativt sällsynt isotop av uran, uran-235. Utslett uran, U238, är en biprodukt av kärnklyvning och anses vara avfall, bra endast för lagring och vapen.
Företaget TerraPower utvecklar en ny typ av reaktor som drivs av utarmat uran, eller den 99 procent uran som är avfall som bara ligger runt. För närvarande finns det mer än 825 000 ton av dessa saker i USA ensam. Med resande vågreaktorn kunde detta material driva Amerika under de kommande 700 åren. Och på grund av dess design och typen av uran och kylmedel som används, sägs en olycka vara nästan omöjlig.
Denna typ av reaktor har beaktats i årtionden, men den senaste utvecklingen inom tekniken har lockat mycket ny uppmärksamhet från sådana siffror som Bill Gates.
2Solarkokare
Solkokaren är en billig och miljövänlig enhet som kan koncentrera solens strålar på en plats genom att använda speglar eller reflekterande metaller. Det tar bara 10-15 procent längre för maten att vara klar jämfört med en vanlig ugn, men den fungerar med absolut inget bränsle.
I utvecklingsländer där många människor saknar tillgång till även grunderna för ett anständigt boende, är en självförsörjande ugn värd sin vikt i guld. Men det säger inte så mycket - en solkokare väger väldigt lite, och även ett litet barn kan använda det. Det lindrar också den stora efterfrågan på trä i områden som kämpar för avskogning och ökenspridning.
1Oscillerande plattformar
Huvudproblemet med förnyelsebara energikällor som vindkraftverk och solpaneler är att de kräver stora mängder utrymme för att kunna användas på rätt sätt för el. De påverkar också landskapets naturliga skönhet. Ett par vindkraftverk uppe på ett grönt fält med snöiga berg i bakgrunden ser väldigt snyggt och lugnt ut, men hundratals och tusentals förpackade tillsammans skapar en sådan eyesore att människor rutinmässigt avvisar projekt för att bygga dem. Svaret på detta problem kan ligga i att placera turbinerna på flytande ytor, långt bortom havet.
Vid designkonstkonkurrensen för Land Art Generator Initiative 2014 presenterade konstnären Felix Cheong sin egen spin på denna lösning. Oscillationsplattformar flyter på havet och utnyttjar vindenergin genom sina smala segel. De absorberar också makt från tidvatten genom sina underbellies. De producerar även energi från den enkla rörelsen som människorna går på toppen.