Gymnasiast erfindet Biokraftstoff-Lösung gegen Zuckermangel

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Die globale Biokraftstoffindustrie erlitt gestern einen Schlag, nachdem bekannt wurde, dass Indien eine Obergrenze für Zuckerrohr-Ethanol erwägt, um einer drohenden Zuckerknappheit entgegenzuwirken. Es ist wieder der alte Kampf zwischen Treibstoff und Nahrungsmitteln aus den frühen 2000er Jahren. Diesmal jedoch lassen sich Biokraftstoffforscher neue Lösungen einfallen, und eine davon befindet sich in den Händen eines chemiebesessenen Oberstufenschülers. Die Frage ist: Wird es fliegen?

Die Wissenschaft gewinnt!

Die Studentin und ihr neuer Biokraftstoff werden in der kommenden Dokumentarserie von National Geographic vorgestellt Wissenschaftsmesse: Die Serie, die dieses Wochenende am 10. Oktober Premiere feiert. Wenn Sie sie kennenlernen möchten, schauen Sie sich die Show an. Wenn Sie tatsächlich sehen möchten, wie tausend Lichtpunkte durch die Düsternis der Wissenschaftsleugnung brechen, schauen Sie sich die Show an. Kluge junge Menschen, die Wissenschaft anwenden, um die Probleme ihrer Gemeinschaften und der Welt zu lösen, ist das übergeordnete Thema von Wissenschaftsmesse: Die Serieund es enttäuscht nicht.

Die Biokraftstofflösung ist ein gutes Beispiel. Die Studentin, die es entwickelte, wurde zum Teil dadurch motiviert, dass sie während einer der chronischen Treibstoffknappheit, die Simbabwe heimsucht, sechs Stunden lang im Auto ihrer Mutter warten musste, um Benzin zu tanken. Das Land produziert viel Ethanol aus Zuckerrohr, ist jedoch immer noch auf importierte fossile Brennstoffe angewiesen, um es zu mischen. Der Zuckermangel drüben in Indien warnt auch vor weiteren Problemen in der Zukunft (sehen Sie sich die Berichterstattung über die Treibstoffsituation von an). CleanTechnicas Remeredzai Joseph Kuhdzai, der in Simbabwe aufgewachsen ist.

Der Student stellte fest, dass Zuckerrohr nur auf Ackerland wächst, aber überall rohrartiges Schilf wächst, und begann zu zeigen, dass unkultiviertes Schilf höhere Konzentrationen an Saccharose produzieren kann als kultiviertes Zuckerrohr.

Das war nur der erste Schritt. Um herauszufinden, wie – oder ob – sie rechtzeitig an Ethanol gelangte, um im hart umkämpften International antreten zu können Wissenschaft und Ingenieurwesen Gerecht Sehen Sie sich die Show in Atlanta, Georgia an.

Alternative Biokraftstoffe sind nur ein Lichtblick

Biokraftstoff ist bei weitem nicht die einzige klimabezogene Lösung, die in dargestellt wird Wissenschaftsmesse. Regie bei der Serie führten Darren Foster und die ehemalige Science-Fair-Kids Cristina Costantini, die sich freundlicherweise mit ihnen zusammensetzte CleanTechnica über Zoom für ein Interview Anfang dieser Woche. Sie stellten fest, dass Studierende, die sich um die Aufnahme in die ISEF bewerben, motiviert sind, reale Probleme zu lösen, und dass die Klimakrise die Mutter aller Probleme ist.

Im Folgenden finden Sie unser Gespräch, das aus Gründen der Klarheit und des Flusses bearbeitet wurde.

CleanTechnica: Wie kam es dazu, dass Studierende in der Reihe an Klimalösungen arbeiten?

Fördern: Die meisten Studenten befassen sich auf ihre eigene Weise mit dem Klimawandel, beispielsweise mit einem effizienteren Elektromotor oder Biokraftstoff-Alternativen, aber er ist auch allgegenwärtig, auch wenn es sich nicht offenkundig um ein Projekt zum Thema Klimawandel handelt.

Costantini: Darren und ich wurden vom Ethos dieser Kinder inspiriert. So viele von ihnen sehen ein Problem und möchten es dann beheben. Das [climate change] ist eines der größten Probleme unserer Generation. Anstatt es einfach abzutun, nehmen sie es alle sehr persönlich. Sie sehen sich als die Frontlinie.

CleanTechnica: Hunderte Studierende aus 73 verschiedenen Ländern nahmen am ISEF teil. Wie kamen Sie auf die Auswahl der Projekte, die vorgestellt werden sollen?

Fördern: Es ist eine Peinlichkeit des Reichtums. Diese Kinder sind die Besten der Besten in der Wissenschaft. Wir achten auf Diversität bei Projekten, ihrer Herkunft und ihrem Hintergrund.

CleanTechnica: Wie steht Science Fair im Gegensatz zur Leugnung des Klimawandels und anderen negativen Wahrnehmungen der Wissenschaft?

Costantini: Einer der Gründe, warum Darren und ich uns für diese Welt entschieden haben, ist, dass sie ein Teil der Menschheit ist, der uns im Moment wirklich Hoffnung gibt. Wissenschaft ist sehr real. Die Wissenschaft wird sehr gefeiert. Viele von ihnen wollen Wissenschaftler werden und an vorderster Front helfen.

Foster wies darauf hin, dass der Hauptsponsor von ISEF Regeneron ist, ein Unternehmen, das aus der Forschung hervorgegangen ist, die vom Mitbegründer George D. Yancopoulos, MD, PhD, als High-School-Wissenschaftsmesseprojekt entwickelt wurde.

„Diese brillanten Köpfe, aufkeimenden Ideen, Begeisterung, schöne Reinheit … sie können diese Probleme erforschen“, sagte Foster. „Es ist eine der glücklichsten Welten. Es gibt uns wirklich Hoffnung.“

CleanTechnica: Welche Ratschläge werden diese Studenten Ihrer Meinung nach der nächsten Generation geben?

Costantini: Ich war in der Highschool ein recht hübsches Kind. Die Fähigkeiten bleiben bestehen. Die Fähigkeit, eine Idee zu kommunizieren … Ich wünschte, mehr Wissenschaftler wären besser darin.

CleanTechnica: Irgendwelche abschließenden Gedanken?

Fördern: Das Zeug, in dem Sie sehen werden Wissenschaftsmesse sind die Lösungen von morgen. Das Beste liegt noch vor uns, und diese Kinder sind wirklich auf dem neuesten Stand der Dinge, die in den nächsten fünf oder zehn Jahren kommen werden.

Über Biokraftstoff hinaus zum CO2-neutralen Flug der Zukunft

Ein Student mit einem neuen Entwurf für einen hocheffizienten Elektromotor wird ebenfalls vorgestellt WissenschaftsmesseWir gehen also davon aus, dass eines der kommenden Dinge ein CO2-neutraler elektrischer Antriebsstrang für Flugzeuge sein wird, der Biokraftstoff mit Elektrifizierung kombiniert.

Wenn Sie sich fragen, warum so etwas Sinn machen würde, ist das eine gute Frage. Endlich sind Biokraftstoffmischungen auf dem Vormarsch, um den CO2-Fußabdruck herkömmlicher Flugzeuge zu verringern. Auch neue Elektroflugzeuge entstehen auf dem Markt, darunter sowohl Brennstoffzellen- als auch batteriebetriebene Flugzeuge.

Die Herausforderung für Biokraftstoffe besteht darin, dass die Beimischung immer noch auf fossile Energie angewiesen ist. Mittlerweile ist der elektrifizierte Flugverkehr immer noch auf eine Handvoll Passagiere beschränkt und wird in den nächsten Jahren zunehmen.

Um beide Probleme gleichzeitig zu lösen, verfolgt das US-Energieministerium eine Initiative namens ASCEND für synergistisch gekühlte Elektromotoren der Luftfahrtklasse mit integrierten Antrieben.

ASCEND wird vom ARPA-E-Finanzierungsbüro des Energieministeriums für Projekte mit hohem Risiko und hohem Ertrag verwaltet. Im vergangenen Frühjahr vergab das Büro 5 Millionen US-Dollar an ein Forscherteam der Texas A&M University, um im Rahmen der Phase II des Programms einen leichten, hocheffizienten elektrischen Antriebsstrang für Flugzeuge zu entwickeln.

Das Ziel besteht darin, den Elektroflug eher früher als später auf einschiffige Verkehrsflugzeuge mit 150 bis 200 Sitzplätzen auszuweiten, die fast 50 % der Treibhausgasemissionen im Zusammenhang mit Flugreisen ausmachen.

„Durch die Verwendung von CO2-neutralen Flüssigkraftstoffen wie Ethanol oder grünem Ammoniak würde ein vollelektrisches Antriebssystem Netto-Null-Emissionen verursachen und für Passagiere und Personen in der Nähe von Flughäfen viel leiser sein“, erklärt Texas A&M.

Wenn alles nach Plan verläuft, wird Phase II zu einem „vollständig integrierten vollelektrischen Antriebsstrangsystem mit einer Leistungsdichte von 12 Kilowatt pro Kilogramm oder mehr und einem Wirkungsgrad von 93 % oder mehr“ führen.

Wie von Texas A&M beschrieben, gibt es derzeit keine solche Technologie, bis das Forschungsteam sie mithilfe des 3D-Drucks und anderer neuer Herstellungsverfahren zum Leben erweckt.

Inzwischen sucht auch ARPA-E nach Unterstützung die nächste Generation aufstrebender Wissenschaftler mit einem neuen 10-Millionen-Dollar-Inkubator für junge Berufseinsteiger, der 2024 mit dem Namen IGNITE starten soll, um Generationen neuer Innovatoren dazu zu inspirieren, Technologien im Energiebereich voranzutreiben.

„Ich war einst ein junger Ingenieur, und bei ARPA-E möchten wir Nachwuchsforscher, Unternehmer und Ingenieure dabei unterstützen, ungewöhnliche Energielösungen zu entwickeln und die Herausforderungen anzugehen, die ihnen am Herzen liegen“, erklärt ARPA-E-Direktorin Evelyn N .Wang. „Mit IGNIITE 2024 bin ich optimistisch, dass wir gemeinsam eine neue Generation von Energieinnovatoren unterstützen und eine saubere, nachhaltige Energiezukunft schaffen können.“

Der Bewerbungsprozess wurde letzten Monat gestartet und Konzeptpapiere Die Bewerbungsunterlagen für diejenigen unter Ihnen, die sich bewerben möchten, sind am 4. Januar fällig.

Kasse Den Science Fair-Trailer gibt es hier.

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Foto (Screenshot): Ein neuer Biokraftstoff und andere Klimalösungen werden vorgestellt Wissenschaftsmesse Trailer mit freundlicher Genehmigung von National Geographic National Geographic Documentary Films.