οι ειδικοί στις ΗΠΑ βρήκαν νέους τρόπους για την παραγωγή βιοκαυσίμων, την αύξηση των αποδόσεων των καλλιεργειών και την εκμετάλλευση του διοξειδίου του άνθρακα μέσω νέων εφαρμογών οικείων υλικών.

Ενώ οι πολιτικοί τοποθετούνται και οι επιστήμονες του κλίματος αναστενάζουν δυστυχώς, οι ερευνητές στα εργαστήρια συνεχίζουν να επινοούν έξυπνους νέους τρόπους για να εξοικονομήσουν ενέργεια, να αυξήσουν την αποδοτικότητα και να αξιοποιήσουν στο έπακρο την ηλιακή ενέργεια.

Ο Darren Drewry του εργαστηρίου Jet Propulsion στην Καλιφόρνια και δύο συνεργάτες του από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόις έχουν ένα μοντέλο υπολογιστή που θα μπορούσε να σχεδιάσει καλλιέργειες σόγιας ικανές να παράγουν 8.5% περισσότερη τροφή, να χρησιμοποιούν 13% λιγότερο νερό και να αντανακλούν 34% περισσότερο ηλιακό φως πίσω στο διάστημα.

Αναφέρουν στο περιοδικό Παγκόσμια Βιολογία Αλλαγών ότι μπορούν να επιτύχουν και τους τρεις στόχους με αναπαραγωγή για ελαφρώς διαφορετική κατανομή φύλλων στο μίσχο και για τη γωνία στην οποία μεγαλώνει το φύλλο, χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται αριθμητική βελτιστοποίηση για να δοκιμάσουν έναν πολύ μεγάλο αριθμό δομικών χαρακτηριστικών για να έχουν τα καλύτερα αποτελέσματα. "Και εκπληκτικά, υπάρχουν συνδυασμοί αυτών των χαρακτηριστικών που μπορούν να βελτιώσουν καθένα από αυτούς τους στόχους ταυτόχρονα", λέει ο Dr Drewry.

Στο μεγάλο εξελικτικό παιχνίδι πρόκλησης, τα φυτά αγωνίζονται για το φως και προσπαθούν να βάλουν το ένα το άλλο στη σκιά.

«Τα φυτά μας αντικατοπτρίζουν πολλά εκατομμύρια χρόνια στη φύση υπό αυτές τις ανταγωνιστικές συνθήκες», δήλωσε ο Stephen Long, βιολόγος φυτών. «Σε ένα καλλιεργητικό πεδίο θέλουμε τα φυτά να μοιράζονται πόρους και να εξοικονομούν νερό και θρεπτικά συστατικά, οπότε εξετάσαμε ποια διάταξη φύλλων θα το έκανε καλύτερα αυτό».

Από τη στιγμή που οι μελλοντικοί επιστήμονες της γεωργίας έχουν καταλήξει σε αυτό που θέλουν περισσότερο από μια καλλιέργεια - και σε άνυδρες ζώνες, η οικονομία του νερού πρέπει να βαθμολογήσει υψηλά - το πρόγραμμα μπορεί να αποφασίσει την καλύτερη διαμόρφωση του φύλλου. Από αυτό, οι μελλοντικοί κτηνοτρόφοι θα μπορούσαν να επιλέξουν χαρακτηριστικά από την τεράστια βιβλιοθήκη των υφιστάμενων παραλλαγών σόγιας.

Μακροχρόνιο όφελος

Θα μπορούσαν να μειώσουν το θόλο για να περάσει το φως σε χαμηλότερα επίπεδα για να αυξηθεί η απόδοση, ή θα μπορούσαν να αυξήσουν το θόλο για να αντανακλά το φως πίσω στο διάστημα και να αντισταθμίζει την κλιματική αλλαγή.

«Μπορούμε επίσης να μοντελοποιήσουμε τι μπορούν να κάνουν αυτά τα φυτά σε ένα μελλοντικό κλίμα, έτσι ώστε να ισχύει 40 ή 50 χρόνια μετά», λέει ο Praveen Kumar, μηχανικός περιβάλλοντος.

Στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ στην Καλιφόρνια, άλλοι επιστήμονες έχουν σκεφτεί έναν τρόπο παραγωγής βιοκαυσίμων χωρίς όφελος από χωράφια, φυτά ή ηλιακό φως. Αναφέρουν μέσα Φύση ότι έχουν επινοήσει έναν καταλύτη χαλκού προερχόμενου από οξείδιο που μπορεί να μετατρέψει το μονοξείδιο του άνθρακα-το θανατηφόρο αέριο στις εξατμίσεις αυτοκινήτων και τους σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής με καύση άνθρακα-απευθείας σε υγρή αιθανόλη του είδους που παράγεται τώρα από καλαμπόκι και άλλες καλλιέργειες.

Επιπλέον, λένε, μπορούν να το κάνουν σε θερμοκρασία δωματίου και κανονικές ατμοσφαιρικές πιέσεις. Η τεχνική βασίζεται στην ικανότητα μετατροπής του οξειδίου του χαλκού σε ένα δίκτυο νανοκρυστάλλων μεταλλικού χαλκού που θα χρησίμευε ως κάθοδος σε αντίδραση ηλεκτρόλυσης και θα μείωνε το μονοξείδιο του άνθρακα σε αιθανόλη.

Τα βιοκαύσιμα είναι ακριβά: απαιτεί χρόνο, χωράφια, λίπασμα και νερό. Χρειάζονται 800 γαλόνια νερό για να καλλιεργηθεί ένα κουλούρι καλαμπόκι, το οποίο με τη σειρά του παράγει τρία γαλόνια αιθανόλης. Η νέα τεχνική θα μπορούσε να εξαλείψει την καλλιέργεια, τον χρόνο και πολύ νερό.

Κέρδος αποδοτικότητας δέκα φορές

Και ανοίγει έναν άλλο τρόπο εκμετάλλευσης του δεσμευμένου CO2 ως πηγή ενέργειας. Το διοξείδιο του άνθρακα μπορεί να μετατραπεί αποτελεσματικά και εύκολα σε μονοξείδιο του άνθρακα. Ο νέος καταλύτης χαλκού που προέρχεται από οξείδιο θα μπορούσε στη συνέχεια να μετατρέψει το μονοξείδιο του άνθρακα σε αιθανόλη με δεκαπλάσια απόδοση από κάθε κανονικό καταλύτη χαλκού.

Η ομάδα θα ήθελε να κλιμακώσει το καταλυτικό τους κύτταρο και να το δει να τροφοδοτείται από ηλιακή ή αιολική ενέργεια. "Αλλά έχουμε πολύ περισσότερη δουλειά να κάνουμε για να φτιάξουμε μια πρακτική συσκευή", δήλωσε ο Matthew Kanan από το Stanford.

Εν τω μεταξύ, οι επιστήμονες στο Όρεγκον αναφέρουν στο περιοδικό Royal Society of Chemistry Προκαταβολές RSC ότι έχουν δοκιμάσει έναν νέο τρόπο για να χτυπήσουν τις ακτίνες του ήλιου και να χρησιμοποιήσουν αυτή τη δύναμη για να παράγουν υλικά ηλιακής ενέργειας ταυτόχρονα.

Για άλλη μια φορά, το ταίρι της νανοεπιστήμης και του χαλκού παρείχε απροσδόκητες συνέπειες. Εστιάζοντας το φως συνεχώς σε έναν μικροαντιδραστήρα συνεχούς ροής, οι ερευνητές συνέθεσαν μελάνια νανοσωματιδίων ινδίου χαλκού που θα μπορούσαν να κάνουν ηλιακά κύτταρα λεπτής μεμβράνης σε λίγα λεπτάΕ Άλλες διαδικασίες ενδέχεται να χρειαστούν ώρες για την παράδοση των ίδιων υλικών.

"Θα μπορούσε να παράγει υλικά ηλιακής ενέργειας οπουδήποτε υπάρχει επαρκής ηλιακός πόρος και σε αυτή τη χημική διαδικασία παραγωγής, θα έχει μηδενική ενεργειακή επίδραση", δήλωσε ο Chih-Hung Chang του Πανεπιστημίου του Όρεγκον.

- Δίκτυο ειδήσεων για το κλίμα

Σχετικά με το Συγγραφέας

Ο Tim Radford είναι ανεξάρτητος δημοσιογράφος. Εργάστηκε για The Guardian για 32 χρόνια, έγινε (μεταξύ άλλων) συντάκτης επιστολών, εκδότης τέχνης, συντάκτης λογοτεχνίας και συντάκτης επιστημών. Κέρδισε το Ένωση Βρετανών επιστημόνων συγγραφέων βραβείο επιστημονικής συγγραφέας της χρονιάς τέσσερις φορές. Υπηρέτησε στην επιτροπή του Ηνωμένου Βασιλείου για το Διεθνής δεκαετία για τη μείωση των φυσικών καταστροφών. Έχει μιλήσει για την επιστήμη και τα μέσα ενημέρωσης σε δεκάδες βρετανικές και ξένες πόλεις. 

Κράτηση από αυτόν τον συντάκτη:

Επιστήμη που άλλαξε τον κόσμο: Η ανείπωτη ιστορία της άλλης επανάστασης της δεκαετίας του 1960
από τον Tim Radford.

Κάντε κλικ εδώ για περισσότερες πληροφορίες ή / και για να παραγγείλετε αυτό το βιβλίο στο Amazon. (Kindle βιβλίο)

Προτεινόμενο βιβλίο InnerSelf:

Πώς να αλλάξετε τον κόσμο: Κοινωνικοί επιχειρηματίες και η δύναμη των νέων ιδεών, Ενημερωμένη έκδοση
από τον David Bornstein.

Δημοσιεύθηκε σε περισσότερες από είκοσι χώρες, Πώς να αλλάξετε τον κόσμο έχει γίνει η Βίβλος για την κοινωνική επιχειρηματικότητα. Προβάλλει άνδρες και γυναίκες από όλο τον κόσμο που έχουν βρει καινοτόμες λύσεις σε ένα ευρύ φάσμα κοινωνικών και οικονομικών προβλημάτων. Είτε εργάζονται για την παροχή ηλιακής ενέργειας σε Βραζιλιάνους χωρικούς, είτε για βελτίωση της πρόσβασης στο κολέγιο των Ηνωμένων Πολιτειών, οι κοινωνικοί επιχειρηματίες προσφέρουν πρωτοποριακές λύσεις που αλλάζουν ζωές.

Κάντε κλικ εδώ για περισσότερες πληροφορίες ή / και για να παραγγείλετε αυτό το βιβλίο στο Amazon.