Εκτιμάται ότι 1,8 δισεκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο ζουν σε νοικοκυριά χωρίς αποθέματα νερού, σύμφωνα με έρευνα της Unicef και του Παγκόσμιου Οργανισμού Υγείας (ΠΟΥ). Στο 70 τοις εκατό αυτών των νοικοκυριών, η μεταφορά νερού είναι μια καθημερινή εργασία για την οποία ευθύνονται οι γυναίκες και τα κορίτσια. Αυτό συχνά περιλαμβάνει μακρινά και επικίνδυνα ταξίδια που τους εμποδίζουν από την εκπαίδευση, την εργασία και τον ελεύθερο χρόνο τους. Αυτό το πρόβλημα επιδεινώνεται από την κλιματική αλλαγή και τον πόλεμο. Οι ειδικοί προειδοποιούν ότι οι προσπάθειες για την καταπολέμηση της λειψυδρίας θα πρέπει να επιταχυνθούν σημαντικά εάν ο έκτος στόχος βιώσιμης ανάπτυξης του ΟΗΕ – η καθολική πρόσβαση στο νερό – πρόκειται να επιτευχθεί έως το 2030.
Τι θα γινόταν όμως αν η ηλιακή ενέργεια μπορούσε να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή καθαρού, ασφαλούς πόσιμου νερού από τον αέρα; Ακούγεται σαν ένα μαγικό κόλπο, αλλά αυτό ακριβώς είναι που ο Δρ. Ο Muhammad Wakil Shahzad, Αναπληρωτής Καθηγητής στο Τμήμα Μηχανολόγων και Πολιτικών Μηχανικών στο Πανεπιστήμιο Northumbria, και η ομάδα του το ανέπτυξαν. Το φορητό τους σύστημα Solar2Water χρησιμοποιεί ηλιακή ενέργεια για να εξάγει την υγρασία από τον αέρα και να τη μετατρέπει σε νερό – έως και 500 λίτρα την ημέρα, ανάλογα με το μέγεθος του συστήματος. Θεωρείται ότι αλλάζει το παιχνίδι για τις εκτοπισμένες κοινότητες σε καταυλισμούς προσφύγων, περιοχές καταστροφών και άλλες απομακρυσμένες τοποθεσίες, κυρίως επειδή μπορεί να παράγει σταθερή ποσότητα νερού ανεξάρτητα από την υγρασία.
Το Πανεπιστήμιο Northumbria εκτιμάται ιδιαίτερα για τη δύναμή του στην τεχνική έρευνα και αποτελεί μέρος ενός ακμάζοντος οικοσυστήματος έρευνας ενεργειακών υλικών και συστημάτων στη βορειοανατολική Αγγλία. Μέσα από συνεργασίες όπως το πρόγραμμα Northern Accelerator, αναγνωρίζεται το εμπορικό δυναμικό και καινοτομίες όπως το Solar2Water μετατρέπονται σε ιδιωτικές spin-off εταιρείες.
Η ομάδα του Shahzad έλαβε χρηματοδότηση από το πανεπιστήμιο για να αναπτύξει ένα πρωτότυπο στο εργαστήριο και εισήχθη στο Northern Accelerator και ICURe, ένα εξειδικευμένο πρόγραμμα που διαχειρίζεται η Innovate UK, για να αναπτύξει ένα προϊόν proof-of-concept και να διερευνήσει τις δυνατότητες εμπορευματοποίησής του. Το Solar2Water ήδη προκαλεί ενδιαφέρον, κερδίζοντας βραβεία ενεργειακής τεχνολογίας και κοινωνικού αντίκτυπου και λαμβάνοντας παραγγελίες από το Μεξικό, το Καμερούν και τη Νότια Αφρική.
Η Shahzad έχει ήδη αναπτύξει μεγάλης κλίμακας τεχνολογίες αφαλάτωσης με ηλιακή ενέργεια στη Σιγκαπούρη και τη Σαουδική Αραβία για την αφαλάτωση του θαλασσινού νερού και την παραγωγή καθαρού πόσιμου νερού. Λέει: «Πάντα ήθελα να βοηθήσω τις απομακρυσμένες κοινότητες. Το Πανεπιστήμιο Northumbria ήταν πολύ υποστηρικτικό από την αρχή. Κατάλαβαν την ιδέα και συνειδητοποίησαν ότι προσπαθούσαμε να κάνουμε κάτι πολύ καλό».
Ο κόσμος αντιμετωπίζει μια άνευ προηγουμένου πρόκληση να γίνει κλιματικά ουδέτερος μέχρι το 2050. Αλλά καινοτομίες όπως του Shahzad δείχνουν τι είναι δυνατό όταν χρησιμοποιούνται ανανεώσιμες πηγές ενέργειας. Υπολογίζεται ότι η ποσότητα της ηλιακής ακτινοβολίας που δέχεται η Γη σε μία ώρα είναι αρκετή για να καλύψει τις παγκόσμιες ανάγκες σε ηλεκτρική ενέργεια για ένα χρόνο. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχουν τεράστιες δυνατότητες μόνο στην ηλιακή ενέργεια. «Το Ηνωμένο Βασίλειο έχει κάνει εξαιρετική δουλειά στην απελευθέρωση του ενεργειακού του εφοδιασμού κατά την τελευταία δεκαετία», λέει ο καθηγητής Neil Beattie, Καθηγητής Ενεργειακής Καινοτομίας στο Πανεπιστήμιο Northumbria. «Αλλά είναι σημαντικό να μην επαναπαυόμαστε στις δάφνες μας. Υπάρχουν πολλοί τομείς στους οποίους πρέπει να γίνει έρευνα και η Northumbria βρίσκεται στην πρώτη γραμμή σε αυτό».
Η ίδια η έρευνα του Beattie περιστρέφεται επίσης γύρω από την εύρεση νέων τρόπων χρήσης της ηλιακής ενέργειας. Είναι μέλος μιας ομάδας που χρηματοδοτείται με περισσότερα από 1 εκατομμύριο £ για να διερευνήσει πώς τα φωτοβολταϊκά υλικά μπορούν να ενσωματωθούν σε διάφορα προϊόντα στο δομημένο περιβάλλον, όπως παράθυρα και μπαλκόνια. Ωστόσο, υπάρχουν και άλλες πιθανές εφαρμογές. Μια δυνατότητα θα ήταν η ενσωμάτωση της τεχνολογίας στην οροφή ενός αυτοκινήτου έτσι ώστε να μπορεί να χρησιμοποιεί τη δική του ηλιακή ενέργεια καθ’ όλη τη διάρκεια της ημέρας. «Η δουλειά μας δεν έχει σχεδιαστεί για να ανταγωνιστεί τα παραδοσιακά ηλιακά πάνελ», λέει. «Αλλά εάν μπορέσουμε να επιτύχουμε περισσότερη αισθητική ολοκλήρωση και να την αναπτύξουμε σε ένα ευρύτερο φάσμα επιφανειών, θα δημιουργήσουμε την τόσο αναγκαία χωρητικότητα σε περιοχές όπου δεν παράγουμε ήδη ηλεκτρική ενέργεια. Αυτή θα μπορούσε να είναι μια μετασχηματιστική λύση για την ηλεκτρική ενέργεια που παράγεται τοπικά, καλύπτοντας την αυξανόμενη ζήτηση και παρέχοντας μεγαλύτερη ενεργειακή ασφάλεια».
Εκτός από την ανάπτυξη νέων ευκαιριών για ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, η Beattie διαδραματίζει βασικό ρόλο στην ανάπτυξη της επόμενης γενιάς ταλέντων. Είναι διευθυντής των Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας Northeast Universities (ReNU), μιας συνεργασίας μεταξύ των πανεπιστημίων Northumbria, Durham και Newcastle, τα οποία έλαβαν £5,2 εκατομμύρια από το EPSRC. «Συνειδητοποιήσαμε ότι υπήρχε ένα τεράστιο όφελος από τη συγκέντρωση όλης της ερευνητικής μας αριστείας σε ενεργειακά υλικά και συστήματα για να δημιουργήσουμε μια ομάδα διδακτορικών φοιτητών που είναι έτοιμοι για τη βιομηχανία», λέει ο Beattie. «Μέσα από τη συνεργασία μας, εκπαιδεύουμε ηγέτες υψηλής εξειδίκευσης που θα αναπτύξουν και θα εμπορευματοποιήσουν την επόμενη γενιά τεχνολογιών ανανεώσιμων πηγών ενέργειας και βιώσιμων κατανεμημένων ενεργειών».
Εκτός από ένα παραδοσιακό διδακτορικό πρόγραμμα, οι φοιτητές του ReNU λαμβάνουν εκπαίδευση καινοτομίας, συμμετέχουν σε ένα mini-MBA και επισκέπτονται βιομηχανικές τοποθεσίες. Αυτό περιλαμβάνει επίσης τη μεταφορά μιας ομάδας στον κοντινό Καταπέλτη Ανανεώσιμων Πηγών Ενέργειας, όπου δοκιμάζονται πτερύγια ρότορα ανεμογεννητριών μήκους άνω των 100 μέτρων. «Αυτή η πρόσθετη εκπαίδευση δίνει στους μαθητές μια ολοκληρωμένη επισκόπηση των ανανεώσιμων πηγών ενέργειας», λέει. «Τους βοηθά να σκεφτούν την ενέργεια πραγματικά ευρέως και να υπερβούν μια ενιαία τεχνολογία, όπως μια κάθοδο μπαταρίας, ένας νέος ηλεκτρολύτης ή ένα νέο υλικό για ένα ηλιακό πάνελ».
Ένας από τους συνεργάτες του κλάδου που συνεργάζεται με τη ReNU είναι η Johnson Matthey, πάροχος χημικών και βιώσιμων τεχνολογιών. Ο Δρ. Ο Martin Hayes είναι ο παγκόσμιος διευθυντής τεχνολογίας της εταιρείας για τεχνολογίες βιοεπιστημών και συμμετέχει στο συμβουλευτικό συμβούλιο της ReNU. Η εταιρεία χρηματοδοτεί έναν τρέχοντα μεταπτυχιακό φοιτητή ReNU που αναπτύσσει ένα ζωντανό βιονικό φύλλο για τη δημιουργία ηλιακών καυσίμων και χημικών από διοξείδιο του άνθρακα και νερό χρησιμοποιώντας το ηλιακό φως. «Όταν είδαμε αυτό το έργο σκεφτήκαμε, ουάου, αυτό είναι πραγματικά ενδιαφέρον», λέει ο Hayes. «Εάν μπορούμε να αναπτύξουμε μια διαδικασία που μπορεί να μετατρέψει το CO2 σε καύσιμο χρησιμοποιώντας μόνο το ηλιακό φως, αυτό θα ήταν ένα φανταστικό αποτέλεσμα. Και αν όχι, έχουμε υποστηρίξει την εκπαίδευση ενός πολύ έμπειρου διδακτορικού φοιτητή που έχει πολλές από τις δεξιότητες που απαιτούνται σε αυτόν τον κλάδο».
Η έρευνα που διεξάγεται από πανεπιστήμια όπως η Northumbria είναι πολύτιμη για εταίρους του κλάδου όπως ο Johnson Matthey, εξηγεί. Όχι μόνο συμβάλλει στη δημιουργία μιας πολυποίκιλης δεξαμενής ταλέντων για το μέλλον του κλάδου, αλλά ανακουφίζει επίσης το βάρος πολλών έργων πρώιμου σταδίου γύρω από πρωτοποριακές τεχνολογίες. «Εάν είναι επιτυχείς, μπορούμε να συνεργαστούμε με το πανεπιστήμιο για την εμπορευματοποίηση της τεχνολογίας. Η συνεργασία με εταίρους όπως η ReNU δίνει τη δυνατότητα στη βιομηχανία να εξερευνήσει τεχνολογίες αιχμής με τρόπο που είναι τόσο ελκυστικός όσο και εφικτός για τα ενδιαφερόμενα μέρη μας».
Η επιτυχία του ReNU οδήγησε σε επιπλέον 11 εκατομμύρια £ για την επέκταση του προγράμματος και την επέκταση της πρόσβασης στη διδακτορική κατάρτιση για άτομα από μη παραδοσιακό εκπαιδευτικό υπόβαθρο και άλλες υποεκπροσωπούμενες ομάδες όπως άνεργοι ή ανάπηροι, εργαζόμενοι στον τομέα της φροντίδας και βετεράνοι πολέμου. Τα πανεπιστήμια θα συνεργαστούν επίσης με εταίρους από την τοπική κυβέρνηση, τη βιομηχανία και τις φιλανθρωπικές οργανώσεις για να προσφέρουν μαθήματα γευσιγνωσίας που έχουν σχεδιαστεί για να βοηθήσουν τους ανθρώπους να ασχοληθούν με τις ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, καθώς και να προσφέρουν σύντομες ενότητες στο πλαίσιο του προγράμματος κατάρτισης για όσους δεν συμμετέχουν στο συγκεκριμένο πρόγραμμα.
«Εάν είστε βιομήχανος και θέλετε να μάθετε για τη λογιστική του άνθρακα, μπορείτε να λάβετε μέρος στο εκπαιδευτικό μας πρόγραμμα για μια εβδομάδα ως μέρος της επαγγελματικής σας εξέλιξης», λέει ο Beattie. «Αν θέλουμε να πετύχουμε καθαρό μηδέν, πρέπει να συμπεριλάβουμε τους πάντες. Χρειαζόμαστε όλες τις προοπτικές και το ταλέντο που μπορούμε να βρούμε για να συμβεί αυτό. Αυτή είναι μια τεράστια πρόκληση και ευθύνη. Ολα τα χέρια στο κατάστρωμα.”
Μάθετε περισσότερα για το πώς το Πανεπιστήμιο Northumbria οδηγεί στην αλλαγή και εμπνέει δυνατότητες