Das Lily Impeller: Naturbasiertes Design sorgt für bahnbrechende Effizienz

„Ich bin in Australien am Strand aufgewachsen“, sagt der Erfinder Jay Harman. „Ich habe die meiste Zeit unter Wasser damit verbracht, Fische zu speeren. Ich bemerkte, dass wenn ich mich an Algen festhielt, um mich beim Schwimmen zu stabilisieren, diese einfach in meiner Hand abbrachen. Und doch bleiben sie für sich allein - auch bei wildesten Stürmen. Obwohl die Bewegung chaotisch aussieht, ändern sie alle ihre Form zu einem bestimmten Muster - einer Spiralformation. Dieselben Spiralen gibt es buchstäblich überall in der Natur. “

Diese erste Erkenntnis führte Harman schließlich dazu, radikale, energiesparende Technologien zu entwickeln, die, wie er behauptet, eines Tages die Art und Weise, wie Menschen fast alles tun, grundlegend verändern könnten - von der Energieerzeugung über die Reinigung unseres Wassers bis zur Kühlung unserer Häuser.

Die allgegenwärtige Spirale

Muscheln, Tornados und sogar das schmutzige Wasser, das aus Ihrer Badewanne wirbelt - die Ursprünge der Dominanz der Spirale liegen in einer ausgesprochen nützlichen Tatsache:

„In der Natur gibt es keine gerade Linie. Alle Gase und Flüssigkeiten bewegen sich spiralförmig, da dies der Weg des geringsten Widerstands ist. Es gibt praktisch keinen Widerstand. Da alle Lebewesen in ihrer Entwicklung eine flüssige Phase durchlaufen, nehmen wir auch diese Formen an. Und doch bestehen die Menschen immer noch darauf, die Dinge in einer geraden Linie zu machen. “

Harman (rechts), der bereits grobe Kanus für seine Angelexpeditionen baute, begann mit Kurven und Spiralformen zu experimentieren. Er skizzierte seine Vision für ein Boot, „wie es die Natur entworfen hätte“, und brachte es zu einem Bootsbau-Experten, der ihm sagte, dass dies nicht möglich sei. Bald bewies Harman, dass er sich geirrt hatte, baute diese energieeffizienten Boote - WildThing und Goggleboat genannt - und gewann dabei den Australian Design Award.

Aber erst als er seine Aufmerksamkeit auf die Propeller der Boote richtete, wurden die Dinge wirklich interessant. Harman war überzeugt, dass das Geheimnis für einen effizienteren Antrieb in den Spiralmustern lag, die er seit seiner Kindheit gesehen hatte.

„Was wäre, wenn wir einen Whirlpool rückentwickeln könnten, dachte ich, was wäre, wenn wir die richtigen Geometrien erhalten könnten? Aber das konnte damals niemand. Da sich ein solcher Wirbel ständig bewegt, wird es unglaublich kompliziert, ihn festzunageln. Ich habe zwanzig Jahre gebraucht, um herauszufinden, wie man einen Whirlpool einfriert. Aber als ich das tat, konnten wir sehen, dass jede Bewegung von Flüssigkeiten mit einem Algorithmus mit vier Variablen beschrieben werden kann. “

Harmans Entdeckung führte ihn zur Entwicklung des Lily Impeller, eines spiral- oder wirbelförmigen Propellers, der Wasser bewegt, indem er die Muster nachahmt, in denen es sich auf natürliche Weise bewegen würde.

Energieeffizientes Wassermischen

Während es ursprünglich als Propeller für Boote konzipiert war, brachte Harmans eigenes Unternehmen - Pax Water Technologies - das Laufrad auf den Markt, damit die Energieversorger das Wasser in ihren Lagertanks mischen können.

„Dieses Laufrad, das wir gegenüber der Form des gefrorenen Whirlpools, mit der wir begonnen haben, kaum verändert haben, befindet sich jetzt in über 500 Wasserspeichertanks auf der ganzen Welt. Dieses winzige kleine Gerät - nicht höher als 6 Zoll - kann Hunderte Millionen Gallonen Wasser mit der gleichen Energiemenge zirkulieren lassen, die zum Aufleuchten einer Glühbirne benötigt wird. Da das Wasser nicht stagniert, verbrauchen die Energieversorger 85 Prozent weniger Desinfektionschemikalien und mischen das Wasser mit 80 Prozent weniger Energie, als sie sonst benötigen würden. “

Verbesserte Windkraftanlagen und Propeller

Das Mischen von Wasser ist laut Harman nur eine Anwendung für diese spiralförmige Technologie. Wie er 2009 in diesem Video für FLYP Media erklärte, ist der Lily Impeller möglicherweise der Ausgangspunkt, um fast alles neu zu erfinden.

Die potenzielle Liste der Anwendungen für diese Technologie ist umwerfend. Eine der Tochtergesellschaften von Harman verfügt über eine in Kalifornien betriebene Windkraftanlage mit einem Durchmesser von 150 Fuß, die äußerst vielversprechende Effizienzverbesserungen liefert. Harman befindet sich auch in Gesprächen mit Unternehmen, um Produkte zu entwickeln, die von Haartrocknern über Kühlaggregate und Industriemischer bis hin zu einem Wasseraufbereitungssystem reichen und dazu beitragen könnten, einige der wichtigsten Probleme mit der Wasserqualität im Zusammenhang mit dem Fracking von Erdgas zu lösen.

Technologie umfasst Komplexität

Wie bei jeder solchen Innovation könnte es verlockend sein zu fragen, warum sie noch nicht entwickelt wurde. Die Wahrheit ist, sagt Harman, wir hatten einfach nicht die Fähigkeit, mit solchen Komplexitäten umzugehen:

„Wenn man sich die industrielle Revolution ansieht, konnten die Menschen nur flache, quadratische oder gerade Dinge herstellen. Sie machten sich keine Sorgen um die Energieeffizienz - wenn Sie schneller oder härter fahren wollten, fügten Sie einfach mehr Kraftstoff hinzu. Mit dem Aufkommen von fortschrittlichem Computing, 3D-Druck und anderen fortschrittlichen Fertigungstechnologien haben wir endlich die Möglichkeit, Dinge so zu bauen, wie es die Natur tun würde. “

Das Aufkommen der Nanotechnologie, die die praktisch abfallfreien Produktionsprozesse der Natur von Zelle zu Zelle nachahmt, verspricht, diese Fähigkeiten auf die nächste Stufe zu heben.

Ein grundlegendes Umdenken von allem

Harman argumentiert, dass die Welt endlich vor einer neuen Revolution des nachhaltigen Designs steht, die auf Biomimikry und den Mustern und Prozessen der natürlichen Welt basiert. Er hat Geschichten über ein solches naturbasiertes Design aus der ganzen Welt zusammengestellt und in seinem bevorstehenden Buch "The Shark's Paintbrush: Biomimicry und wie die Natur Innovationen inspiriert" veröffentlicht. Das Lily Impeller ist laut Harman nur ein Teil eines grundlegenden Paradigmenwechsels, den wir dringend brauchen, wenn wir als Spezies gedeihen wollen.

„Der größte Teil der Energie, die wir verbrauchen, wird zur Überwindung der Reibung verwendet. Es ist durchaus möglich, dass wir diese Reibung mit denselben Strategien, die sich über Jahrtausende entwickelt haben, fast beseitigen. Und das ist nur ein Beispiel dafür, wie wir die Gestaltungskraft der Natur nutzen können, um die Herausforderungen zu meistern, denen wir gegenüberstehen. “

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