How giant toasters could power the world - Rachel Yang

المترجم: Hani Eldalees

In 1919, American mechanic Charles Strite

في عام 1919، اخترع الميكانيكي الأمريكي تشارلز ستريت

invented something humanity had desired for millennia:

شيئًا كانت الإنسانية ترغب فيه منذ آلاف السنين:

the automatic toaster.

المحمصة الآلية.

Various cultures had long toasted their bread over fire

كانت الثقافات المختلفة تحمص خبزها على النار منذ فترة طويلة

in a process that required constant attention and produced uneven results.

في عملية تتطلب اهتمامًا مستمرًا وأسفرت عن نتائج غير متساوية.

But in 1905, toast technology evolved with the invention

ولكن في عام 1905، تطورت تقنية الخبز المحمص مع اختراع مركب جديد

of a new nickel and chromium composite.

من النيكل والكروم.

When an electric current ran through these filaments,

عندما يمر تيار كهربائي عبر هذه الخيوط،

they would overflow with energy and radiate heat.

فإنها ستفيض بالطاقة وتشع الحرارة.

And since the flexible metal could be coiled to match the dimensions

ونظرًا لأنه يمكن لف المعدن المرن ليتناسب مع أبعاد شريحة

of a standard slice of bread, this heat could be dispersed evenly—

الخبز القياسية، يمكن توزيع هذه الحرارة بالتساوي - لتحميص شريحة كاملة

perfectly toasting an entire slice all at once.

بشكل مثالي دفعة واحدة.

The only problem left was overcooking,

كانت المشكلة المتبقية هي الإفراط في الطهي،

which Strite’s model addressed with an automatic timer

وهو ما عالجه نموذج Strite باستخدام مؤقت تلقائي يعمل

that simultaneously shut off the heating element

في نفس الوقت على إيقاف تشغيل عنصر

and launched finished toast skyward.

التسخين وإطلاق الخبز المحمص نحو السماء.

Strite’s appliance would’ve been the best invention since sliced bread,

كان من الممكن أن يكون جهاز Strite أفضل اختراع منذ شرائح الخبز،

except that sliced bread was actually invented later to accommodate toasters.

باستثناء أن شرائح الخبز تم اختراعها بالفعل لاحقًا لاستيعاب أجهزة التحميص.

But today, there's a new contender for the world's most important toaster.

ولكن اليوم، هناك منافس جديد لأهم محمصة في العالم.

And instead of heating up bread, this machine uses similar technology

وبدلاً من تسخين الخبز، تستخدم هذه الآلة تقنية مماثلة

to toast bricks, rocks, and molten salt

لتحميص الطوب والصخور والملح المنصهر

to solve one of Earth’s most pressing concerns.

لحل أحد أكثر مخاوف الأرض إلحاحًا.

Every year, industrial manufacturers spend a huge amount of energy

في كل عام، ينفق المصنعون الصناعيون كمية هائلة من الطاقة

generating heat to make everyday materials and objects.

لتوليد الحرارة لصنع المواد والأشياء اليومية.

These heat-dependent manufacturing processes for things

تشكل عمليات التصنيع المعتمدة على الحرارة لأشياء

like cement, steel, paper, and food

مثل الأسمنت والصلب والورق والمواد الغذائية

currently comprise roughly 20% of our annual global energy consumption.

حاليًا ما يقرب من 20٪ من استهلاكنا العالمي السنوي للطاقة.

And since most companies use fossil fuels to reach these high temperatures,

لأن الشركات تستخدم الوقود الأحفوري للوصول إلى درجات الحرارة المرتفعة،

industrial heat also accounts for 20% of our annual global carbon pollution.

فإن الحرارة الصناعية تمثل أيضًا 20٪ من التلوث الكربوني العالمي السنوي.

Thankfully, this is where our giant toaster comes in.

لحسن الحظ، هذا المكان تأتي فيه محمصة الخبز العملاقة لنا.

This century-old technology is much more efficient than fossil fuels

هذه التكنولوجيا يعود تاريخها إلى قرن من الزمان أكثر كفاءة من الوقود الأحفوري

at generating heat.

في توليد الحرارة.

Meanwhile, the bricks, rocks, and molten salt we mentioned earlier

وفي الوقت نفسه، فإن الطوب والصخور والملح المنصهر الذي ذكرناه سابقًا

are cheap, abundant, and excellent at storing heat—

رخيص وفير وممتاز في تخزين الحرارة -

if they’re heated evenly.

إذا تم تسخينه بالتساوي.

Which, of course, is the toaster’s specialty.

وهو بالطبع تخصص المحمصة.

So by toasting these toasting these materials,

لذلك من خلال تحميص هذه المواد،

we can store heat as energy in what’s known as a heat battery.

يمكننا تخزين الحرارة كطاقة فيما يعرف باسم البطارية الحرارية.

To see this in action, let’s look at a brick heat battery.

لرؤية هذا عمليًا، دعنا ننظر إلى بطارية تسخين الطوب.

These large bricks have been threaded with heating elements

تم ربط هذه الطوب الكبيرة بعناصر تسخين

like you’d find in a toaster

مثل التي تجدها في محمصة

and molded with interlocking blocks that leave channels for air and heat.

وتم تشكيلها بكتل متشابكة تترك قنوات للهواء والحرارة.

Then they get placed inside a chamber roughly 12 by 12 meters large.

ثم يتم وضعها داخل غرفة مساحتها 12 × 12 مترًا تقريبًا.

When turned on, the metal in the bricks bakes them to temperatures

عند تشغيلها، يؤدي المعدن الموجود في الطوب إلى خبزها في درجات حرارة تصل

as high as 1,800°C.

إلى 1800 درجة مئوية.

And since the entire giant toaster is encased in insulating steel,

وبما أن المحمصة العملاقة بأكملها مغطاة بالفولاذ العازل، فإن

less than 1% of the heat escapes each day,

أقل من 1٪ من الحرارة تتسرب كل يوم،

enabling the brick to store hundreds of megawatts of energy—

مما يمكّن الطوب من تخزين مئات الميجاوات من الطاقة - وهو

enough to power hundreds of homes for a month.

ما يكفي لتشغيل مئات المنازل لمدة شهر.

When it’s time to use this energy,

عندما يحين وقت استخدام هذه الطاقة،

air or other gases are funneled up through the channels,

يتم ضخ الهواء أو الغازات الأخرى عبر القنوات،

raising the gas’ temperature up to 1,700°C.

مما يرفع درجة حرارة الغاز إلى 1700 درجة مئوية،

Then the scalding air can be used to heat a space, turn water into steam,

ثم يمكن استخدام الهواء الساخن لتسخين الفضاء أو تحويل الماء إلى بخار

or run any other heat-dependent manufacturing systems.

أو تشغيل أي أنظمة تصنيع أخرى تعتمد على الحرارة.

These incredibly high temperatures are the true innovation of heat batteries.

هذه درجات الحرارة المرتفعة بشكل لا يصدق هي الابتكار للبطاريات الحرارية.

Many industrial heating processes require temperatures over 200°C,

تتطلب العديد من عمليات التدفئة الصناعية درجات حرارة تزيد عن 200 درجة مئوية،

and historically it hasn’t been technically practical

ومن الناحية التاريخية لم يكن من العملي تقنيًا

or financially feasible

أو من الناحية المالية الوصول

to reach those temperatures without burning fossil fuels.

إلى درجات الحرارة هذه دون حرق الوقود الأحفوري.

But heat batteries can slowly store energy over a long period of time

لكن يمكن للبطاريات الحرارية تخزين الطاقة ببطء على مدى فترة طويلة من الزمن

and then let it all out in short spurts of extreme heat.

ثم إخراجها بالكامل في دفعات قصيرة من الحرارة الشديدة.

And this slow storage approach also helps solve another problem.

ويساعد أسلوب التخزين البطيء هذا أيضًا في حل مشكلة أخرى.

While wind and solar are currently the cheapest form of electricity on Earth,

في حين أن الرياح والطاقة الشمسية هما حاليًا أرخص أشكال الكهرباء على الأرض، فإن

these technologies only generate electricity when the wind is blowing

هذه التقنيات تولد الكهرباء فقط عندما تهب الرياح

and sun is shining.

وتشرق الشمس.

But by storing that energy in heat batteries,

ولكن من خلال تخزين هذه الطاقة في بطاريات حرارية،

we can use it later regardless of the weather.

يمكننا استخدامها لاحقًا بغض النظر عن الطقس.

When all these pieces are in place,

عندما تكون كل هذه القطع في مكانها،

heat batteries are one of our cheapest and most sustainable battery technologies.

تعد البطاريات الحرارية واحدة من أرخص تقنيات البطاريات وأكثرها استدامة.

For generating industrial heat,

بالنسبة لتوليد الحرارة الصناعية،

they’re more than twice as efficient as fossil fuel combustion,

فهي أكثر من ضعف كفاءة احتراق الوقود الأحفوري،

and roughly half the price of buying power from the grid.

وحوالي نصف سعر شراء الطاقة من الشبكة.

And best of all, this technology is ready to go today.

والأفضل من ذلك كله، أن هذه التكنولوجيا جاهزة للاستخدام اليوم.

It’s just a matter of incentivizing companies to invest

إنها مجرد مسألة تحفيز الشركات للاستثمار

in swapping their old technology for the toasters of the future.

في استبدال تقنيتها القديمة بمحامص المستقبل.