cientists i USA har funnet nye måter å lage biodrivstoff, øke avkastning og utnytte karbondioksid gjennom nye anvendelser av kjente materialer.

Mens politikere, og klimaprodusenter sukk dessverre, fortsetter forskere i laboratorier å utvikle nyskapende nye måter å spare energi, øke effektiviteten og få mest mulig ut av solenergi.

Darren Drewry fra Jet Propulsion Laboratory i California og to kolleger fra University of Illinois har en datamodell som kan designe soyabønneavlinger som kan produsere 8.5% mer næring, bruke 13% mindre vann og reflektere 34% mer sollys tilbake i rommet.

De rapporterer i tidsskriftet Global Change Biology at de kan oppnå alle tre målene ved avl for litt forskjellig bladfordeling på stammen, og for vinkelen der bladet vokser, ved hjelp av en teknikk som kalles numerisk optimalisering for å prøve et veldig stort antall strukturelle egenskaper for å få de beste resultatene. "Og overraskende er det kombinasjoner av disse egenskapene som kan forbedre hvert av disse målene samtidig," sier dr. Drewry.

I den store evolusjonære utfordringsmatchen kjemper planter for lyset og prøver å sette hverandre i skyggen.

"Våre avlinger planter reflekterer mange millioner år i naturen under disse konkurransedyktige forholdene," sa Stephen Long, en plantebiolog. "I et avling felt ønsker vi planter å dele ressurser og spare vann og næringsstoffer, så vi har sett på hvilke bladarrangementer som best vil gjøre dette."

Når fremtidige landbrukforskere har utarbeidet det de ønsker mest fra en avling - og i tørre soner, må vannøkonomien vurderes høyt - programmet kan bestemme den beste konfigurasjonen av blad. Fra det kunne fremtidige oppdrettere velge trekk fra det enorme biblioteket med eksisterende soyabønnevariasjoner.

Langvarig fordel

De kan redusere baldakinen for å gi lys gjennom til lavere nivåer for å øke utbyttet, eller de kan øke baldakinen for å reflektere lyset tilbake i rommet og motvirke klimaendringer.

"Vi kan også modellere hva disse baldakinene kan gjøre i et fremtidig klima, slik at det blir gyldig 40 eller 50 år nedover linjen," sier en miljøingeniør Praveen Kumar.

På Stanford University i California har andre forskere tenkt på en måte å lage biodrivstoff uten nytte av felt, planter eller sollys. De rapporterer i Natur at de har uttalt en oksyd-avledet kobberkatalysator som kan slå karbonmonoksid - den dødelige gassen i bilutslipp og kullbrennende kraftverk - direkte inn i flytende etanol av den sorten som nå er laget av mais og andre avlinger.

Dessuten sier de at de kan gjøre dette ved romtemperatur og normalt atmosfærisk trykk. Teknikken hviler på evnen til å slå kobberoksid til et nettverk av nanokrystaller av metallisk kobber som vil fungere som en katode i en elektrolysereaksjon og redusere karbonmonoksid til etanol.

Biodrivstoff er dyrt: det tar tid, felt, gjødsel og vann. Det tar 800 liter vann for å dyrke en bushel av mais, noe som igjen gir tre liter etanol. Den nye teknikken kan eliminere avlingen, tiden og mye vannet.

Ten-Fold Efficiency Gain

Og det åpner en annen måte å utnytte fanget CO2 som strømkilde. Kullsyre kan omdannes effektivt og enkelt til karbonmonoksid. Den nye oksyd-avledede kobberkatalysatoren kan deretter slå karbonmonoksid i etanol med ti ganger effektiviteten til noen normale kobberkatalysatorer.

Teamet ønsker å skalere sin katalytiske celle og se den drevet av solenergi eller vindenergi. "Men vi har mye mer arbeid å gjøre for å lage en enhet som er praktisk," sa Matthew Kanan fra Stanford.

I mellomtiden rapporterer forskere i Oregon i Royal Society of Chemistry journal RSC Advances at de har testet en ny måte å trykke på solens stråler, og å bruke den kraften til å lage solenergimaterialer samtidig.

Nok en gang har kampen for nanovitenskap og kobber gitt uventede konsekvenser. Ved å fokusere lys kontinuerlig på en kontinuerlig strømningsmikroreaktor, har forskerne syntetisert kobberindium nanopartikkel blekk som kunne gjøre tynnfilm solceller i minutter. Andre prosesser kan ta timer å levere de samme materialene.

"Det kan produsere solenergi materialer hvor som helst der er en tilstrekkelig solressurs, og i denne kjemiske produksjonsprosessen vil det være null energipåvirkning," sa Chih-Hung Chang fra Oregon State University.

- Climate News Network

om forfatteren

Tim Radford er frilansjournalist. Han jobbet for The Guardian for 32 år, blir (blant annet) brevredaktør, kunstredaktør, litterær redaktør og vitenskapsredaktør. Han vant Forening av britiske vitenskapsforfattere Prisen for årets vitenskapsforfatter fire ganger. Han tjente på den britiske komiteen for Internasjonalt tiår for naturkatastroferreduksjon. Han har forelagt om vitenskap og media i dusinvis av britiske og utenlandske byer. 

Bok av denne forfatteren:

Vitenskap som forandret verden: Den utrolige historien om den andre 1960s revolusjonen
av Tim Radford.

Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon. (Tenne bok)

InnerSelf Anbefalt bok:

Hvordan endre verden: Sosialt entreprenører og kraften i nye ideer, oppdatert utgave
av David Bornstein.

Publisert i over tjue land, Hvordan endre verden har blitt Bibelen for sosialt entreprenørskap. Det profilerer menn og kvinner fra hele verden som har funnet innovative løsninger på et bredt spekter av sosiale og økonomiske problemer. Enten de jobber for å levere solenergi til brasilianske landsbyboere, eller forbedre tilgangen til høyskole i USA, tilbyr sosiale entreprenører banebrytende løsninger som forandrer liv.

Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon.