مجمع جهانی اقتصاد در گزارشی تعدادهای از برترین فناوری های نوظهور سال 2015 میلادی را معرفی کرده است.

به گزارش مرکز خبر شورای عالی انقلاب فرهنگی، شاید مهمترین عامل تغییر در جهان نوین امروزی، فناوری باشد. پیشرفت­های فناورانه، راه­حل­های نوآورانه را برای بزرگترین چالش­های زمان کنونی جهان ما نوید می­دهند. فناوری­های نوظهور در 10 سال گذشته، از ماشین­های هیدروژن­سوز و بدون دفع آلاینده­ها گرفته تا تراشه­های رایانه­ای در مغز انسان، یک دید روشن از قدرت نوآوری را برای بهبود زندگی، صنایع تبدیلی و حفاظت سیاره­مان ارایه می­دهد. برنارد میرسون مدیر بخش نوآوری و معاون رئیس شرکت IBM در مستندی علمی در پایگاه مجمع جهانی اقتصاد به معرفی ده فناوری برتر در سال 2015 پرداخته است که در این گزارش پنج مورد از آنها بررسی شده است.

1- وسایل نقلیه سلول سوخت

خودرو­های بدون دفع آلاینده که با هیدروژن حرکت می­کنند.

مدت زیادی است که استفاده از وسایل نقلیه سلول­سوخت وعده داده شده است، چراکه این وسایل به طور بالقوه دارای چندین مزیت نسبت به وسایل نقیله برقی یا هیدروکربن­سوز هستند.­ با این حال، این فناوری هم اکنون در مرحله­ای است که شرکت­های خودروساز در حال برنامه­ریزی برای راه­اندازی آنها جهت استفاده مصرف­کنندگان هستند. قیمت اولیه این خودروها احتمالاً در حدود 70 هزار دلار باشد، ولی باید به میزان چشمگیری بعد از افزایش حجم تولید کاهش یابد.

برخلاف باتری­ها، که باید از منبع خارجی شارژ شوند، سلول­های سوخت، با استفاده از هیدروژن یا گاز طبیعی مستقیماً برق تولید می­کنند. در عمل، باتری­ها و سلول­های سوخت ترکیب شده­اند، به این صورت که سلول سوخت، برق تولید می­کند و باتری­ برق را تا زمان نیاز موتور محرک خودرو، ذخیره می­کند. بنابراین خودروهای سلول سوخت، هیبرید هستند.

بر خلاف خودروهای برقی- باتری­ای، خودروهای سلول سوخت همانند خودروهای مرسوم رفتار می­کنند. این خودروها، برد حرکتی طولانی- تا 650 کیلومتر به ازای هر باک (سوخت آن اغلب گاز هیدروژن فشرده شده است)- دارند و برای هر بار پرکردن باک از هیدروژن حدود 3 دقیقه زمان نیاز است. هیدروژن یک سوخت پاک است و به عنوان ضایعات تنها بخار آب دفع می­شود. بنابراین وسایل نقلیه سلول سوخت که از هیدروژن استفاده می­کنند ناآلاینده هستند. عدم انتشار آلاینده­ها یک عامل کلیدی در کاهش آلودگی هواست.

چندین راه برای تولید هیدروژن بدون تولید انتشار کربن به محیط وجود دارد. آشکارترین آنها استفاده از منابع تجدیدپذیر تولید برق از منابع بادی و خورشیدی است که می­تواند برای الکترولیز آب استفاده شود. احتمالاً راندمان استفاده از انرژی در این روش کاملاً پایین است. همچنین می­توان هیدروژن را از آب در راکتورهای هسته­ای با دمای بالا جدا کرد؛ انجام این کار با استفاده از سوخت­های فسیلی همچون زغال سنگ و گاز طبیعی نیز امکان­پذیر است، ولی CO­­2 ­تولید می­شود و متعاقباً به اتمسفر وارد می­شود.

افزون بر تولید هیدروژن ارزان در مقیاس زیاد، یک چالش بزرگ دیگر عدم وجود زیرساخت­های توزیع هیدروژن است، که در ابتدا نیاز است موازی با جایگاه­های بنزینی و دیزلی ایجاد شوند، و سرانجام جایگزین آنها شود. جابجایی هیدروژن در مسافت­های طولانی، حتی به شکل فشرده، امروز از نظر اقتصادی امکان­پذیر نیست. اگرچه، تکنیک­های نوین ذخیره­ی هیدروژن، همچون حامل­های مایع ارگانیک که نیازی به فشاری بالای ذخیره ندارند، به زودی هزینه جابجایی در مسافت­های طولانی را کاهش خواهند داد و خطرات مرتبط با ذخیره و انتشار غیرعمدی گاز را کمتر خواهند کرد.

بازار انبوه وسایل نقلیه سلول سوخت یک دورنمای جذاب است، چراکه آنها دسترسی و سهولت سوختگیری وسایل نقلیه­ی بنزینی و دیزلی را فرآهم می­آورند، درحالی که سودمندی­های توسعه پایدار حمل­ونقل شخصی را نیز دارا هستند. با این حال، دستیابی به این مزایا نیازمند تولید اقتصادی هیدروژن از منابع کم کربن و توزیع آن به ناوگان درحال رشد وسایل نقلیه است.

2- پلاستیک­های گرماسخت قابل بازیافت

پلاستیک­ها به دو گروه پلاستیک­های گرمانرم و پلاستیک­های گرماسخت تقسیم می­شوند. پلاستیک­های گرمانرم می­توانند چندین بار حرارت و شکل داده شوند، و در همه جای جهان مدرن امروز، از اسباب­بازی­های کودکان تا صندلی­های دستشویی، وجود دارند. از آنجاکه پلاستیک­های گرمانرم را می­توان ذوب کرد و دوباره شکل داد، به طورکلی قابل بازیافت هستند. ولی پلاستیک­های گرماسخت تنها یک­بار می­توانند حرارت و شکل داده شوند، و بعد از تغییرات مولکولی آنها حتی در فشار و دمای بالا شکل خود را حفظ می­کنند.

با توجه به این دوام، پلاستیک­های گرماسخت به بخشی حیاتی از دنیای مدرن ما تبدیل شده و در همه چیز، از تلفن­های همراه تا صفحات مداری در صنعت هوافضا، استفاده می­شوند. اما همان ویژگی­هایی که آنها را در تولیدات مدرن امروزی ضروری ساخته­اند، بازیافت آنها را نیز ناممکن می­کنند. در نتیجه، بسیاری از بسپارهای (پلیمرهای) گرماسخت در نهایت به شکل زباله دفع می­شوند. با توجه به هدف بنیادین پایداری، مدت­های زیادی است که نیاز مبرم به وجود پلاستیک­های گرماسخت بازیافت­شدنی احساس می­شود.

با چاپ یک مقاله برجسته در یک ژورنال علمی در سال 2014 و اعلام کشف گروه­های جدیدی از بسپارهای پلاستیک­های گرماسخت، پیشرفت­های مهمی و قابل توجهی در این زمینه صورت گرفت. این بسپارها (پلی­هگزاتریازین­ها یا PHTs نامیده می­شوند) در اسید قوی حل می­شوند و به تکپارها (مونومرها) سازنده خود تجزیه می­شوند، و سپس می­توانند برای ساخت فرآورده­های جدید دوباره استفاده شوند. همانند پلاستیک­های گرماسخت (ترموست) غیرقابل بازیافت، این ساختارهای جدید سفت، سخت و مقاوم به گرما هستند، و همان پتانسیل­های کاربردی پیشگامان غیرقابل بازیافت خود را دارا هستند.