นักวิทยาศาสตร์ในสหรัฐฯ ได้ค้นพบวิธีใหม่ๆ ในการผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพ เพิ่มผลผลิตพืชผล และใช้ประโยชน์จากคาร์บอนไดออกไซด์ผ่านการใช้วัสดุที่คุ้นเคยแบบใหม่

ในขณะที่ท่าทางของนักการเมืองและนักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศถอนหายใจอย่างเศร้าสร้อย นักวิจัยในห้องปฏิบัติการยังคงคิดค้นวิธีการใหม่ในการประหยัดพลังงาน เพิ่มประสิทธิภาพ และใช้ประโยชน์จากพลังงานแสงอาทิตย์ให้ได้มากที่สุด

Darren Drewry จาก Jet Propulsion Laboratory ในแคลิฟอร์เนียและเพื่อนร่วมงานอีกสองคนจากมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์มีแบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่สามารถออกแบบพืชถั่วเหลืองที่สามารถผลิตสารอาหารได้มากขึ้น 8.5% ใช้น้ำน้อยลง 13% และสะท้อนแสงอาทิตย์ขึ้น 34% กลับสู่อวกาศ

พวกเขารายงานในวารสาร เปลี่ยนชีววิทยาทั่วโลก ว่าพวกเขาสามารถบรรลุเป้าหมายทั้งสามได้โดยการขยายพันธุ์เพื่อการกระจายใบที่แตกต่างกันเล็กน้อยบนก้านและสำหรับมุมที่ใบเติบโตโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่าการเพิ่มประสิทธิภาพเชิงตัวเลขเพื่อลองใช้ลักษณะโครงสร้างจำนวนมากเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด ดร.ดรูว์รี่กล่าวว่า "และน่าประหลาดใจที่มีลักษณะเหล่านี้รวมกันซึ่งสามารถปรับปรุงแต่ละเป้าหมายเหล่านี้ได้ในเวลาเดียวกัน"

ในการแข่งขันที่ท้าทายวิวัฒนาการครั้งใหญ่ ต้นไม้ต่อสู้เพื่อแสงสว่างและพยายามทำให้กันและกันในที่ร่ม

“พืชผลของเราสะท้อนให้เห็นถึงช่วงเวลาหลายล้านปีในป่าภายใต้สภาพการแข่งขันเหล่านี้” สตีเฟน ลอง นักชีววิทยาพืชกล่าว “ในไร่พืชผล เราต้องการให้พืชแบ่งปันทรัพยากรและอนุรักษ์น้ำและสารอาหาร ดังนั้นเราจึงมองหาว่าการจัดใบไม้แบบใดจะดีที่สุดในการทำเช่นนี้”

เมื่อนักวิทยาศาสตร์การเกษตรในอนาคตได้ค้นพบสิ่งที่พวกเขาต้องการมากที่สุดจากพืชผล และในเขตแห้งแล้ง การประหยัดน้ำจะต้องได้รับคะแนนสูง โปรแกรมสามารถกำหนดรูปแบบที่ดีที่สุดของใบไม้ได้ จากนั้น พ่อพันธุ์แม่พันธุ์ในอนาคตจะสามารถเลือกลักษณะจากคลังข้อมูลรูปแบบต่างๆ ของถั่วเหลืองที่มีอยู่ได้

ประโยชน์ระยะยาว

พวกเขาสามารถลดทรงพุ่มเพื่อให้แสงส่องผ่านไปยังระดับที่ต่ำกว่าเพื่อเพิ่มผลผลิต หรืออาจเพิ่มระดับหลังคาให้สูงเพื่อสะท้อนแสงกลับเข้าไปในอวกาศและชดเชยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ

“เรายังสามารถจำลองสิ่งที่หลังคาของพืชเหล่านี้สามารถทำได้ในสภาพอากาศในอนาคต เพื่อให้มีอายุต่อไปอีก 40 หรือ 50 ปี” Praveen Kumar วิศวกรด้านสิ่งแวดล้อมกล่าว

ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในแคลิฟอร์เนีย นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ได้คิดหาวิธีผลิตเชื้อเพลิงชีวภาพโดยไม่ให้ประโยชน์จากทุ่งนา พืช หรือแสงแดด พวกเขารายงานใน ธรรมชาติ ว่าพวกเขาได้คิดค้นตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงที่ได้มาจากออกไซด์ซึ่งสามารถเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์ - ก๊าซพิษในไอเสียรถยนต์และโรงไฟฟ้าที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง - ให้กลายเป็นเอธานอลเหลวซึ่งทำมาจากข้าวโพดและพืชผลอื่น ๆ ได้โดยตรง

ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขาสามารถทำเช่นนี้ได้ที่อุณหภูมิห้องและความดันบรรยากาศปกติ เทคนิคนี้ขึ้นอยู่กับความสามารถในการเปลี่ยนคอปเปอร์ออกไซด์ให้เป็นเครือข่ายของนาโนคริสตัลของทองแดงที่เป็นโลหะ ซึ่งจะทำหน้าที่เป็นแคโทดในปฏิกิริยาอิเล็กโทรลิซิส และลดคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นเอธานอล

เชื้อเพลิงชีวภาพมีราคาแพง ต้องใช้เวลา ทุ่งนา ปุ๋ย และน้ำ การปลูกข้าวโพดหนึ่งบุชเชลต้องใช้น้ำ 800 แกลลอน ซึ่งจะทำให้ได้เอทานอลสามแกลลอน เทคนิคใหม่นี้สามารถกำจัดพืชผล เวลา และน้ำได้มาก

เพิ่มประสิทธิภาพสิบเท่า

และเป็นการเปิดอีกทางหนึ่งในการใช้ประโยชน์จาก CO2 ที่จับได้เป็นแหล่งพลังงาน คาร์บอนไดออกไซด์สามารถเปลี่ยนเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพและง่ายดาย ตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงที่ได้มาจากออกไซด์ตัวใหม่นี้สามารถเปลี่ยนคาร์บอนมอนอกไซด์ให้เป็นเอธานอลได้ โดยมีประสิทธิภาพมากกว่าตัวเร่งปฏิกิริยาทองแดงทั่วไปถึงสิบเท่า

ทีมงานต้องการขยายขนาดเซลล์เร่งปฏิกิริยาและดูว่าใช้พลังงานจากแสงอาทิตย์หรือพลังงานลม “แต่เรามีงานอีกมากที่ต้องทำเพื่อสร้างอุปกรณ์ที่ใช้งานได้จริง” Matthew Kanan จาก Stanford กล่าว

ในขณะเดียวกัน นักวิทยาศาสตร์ในโอเรกอนรายงานในวารสาร Royal Society of Chemistry RSC ก้าวหน้า ว่าพวกเขาได้ทดสอบวิธีใหม่ในการแตะรังสีของดวงอาทิตย์และใช้พลังงานนั้นเพื่อผลิตวัสดุพลังงานแสงอาทิตย์ไปพร้อม ๆ กัน

อีกครั้งที่การจับคู่ของนาโนศาสตร์และทองแดงได้ให้ผลที่ไม่คาดคิด ด้วยการเน้นแสงอย่างต่อเนื่องบนเครื่องปฏิกรณ์ขนาดเล็กแบบไหลต่อเนื่อง นักวิจัยได้สังเคราะห์หมึกทองแดงอินเดียมอนุภาคนาโนที่สามารถทำให้ เซลล์แสงอาทิตย์แบบฟิล์มบางในเวลาไม่กี่นาที. กระบวนการอื่นๆ อาจใช้เวลาหลายชั่วโมงในการส่งมอบวัสดุเดียวกัน

Chih-Hung Chang จาก Oregon State University กล่าวว่า "สามารถผลิตวัสดุพลังงานแสงอาทิตย์ได้ทุกที่ที่มีแหล่งพลังงานแสงอาทิตย์เพียงพอ และในกระบวนการผลิตสารเคมีนี้ จะไม่มีผลกระทบต่อพลังงานเป็นศูนย์

- เครือข่ายข่าวสภาพภูมิอากาศ

เกี่ยวกับผู้เขียน

Tim Radford เป็นนักข่าวอิสระ เขาทำงานให้ การ์เดียน สำหรับ 32 ปีกลายเป็น (ในหมู่สิ่งอื่น ๆ ) แก้ไขตัวอักษรบรรณาธิการศิลปะวรรณกรรมเอดิเตอร์และบรรณาธิการวิทยาศาสตร์ เขาได้รับรางวัล สมาคมนักเขียนวิทยาศาสตร์อังกฤษ รางวัลนักเขียนวิทยาศาสตร์ยอดเยี่ยมแห่งปีสี่ครั้ง เขาทำหน้าที่ในคณะกรรมการสหราชอาณาจักรสำหรับ ทศวรรษระหว่างประเทศเพื่อการลดภัยธรรมชาติ. เขาได้บรรยายเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์และสื่อในเมืองอังกฤษและต่างประเทศหลายสิบแห่ง 

จองโดยผู้เขียนคนนี้:

วิทยาศาสตร์ที่เปลี่ยนโลก: เรื่องราวที่ไม่ได้บอกเล่าของการปฏิวัติ 1960 อื่น ๆ
โดยทิมราด.

คลิกที่นี่สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมและ / หรือสั่งซื้อหนังสือเล่มนี้ใน Amazon (หนังสือ Kindle)

หนังสือแนะนำ InnerSelf:

วิธีการเปลี่ยนโลก: ผู้ประกอบการทางสังคมและพลังของความคิดใหม่ฉบับปรับปรุง
โดย David Bornstein

ตีพิมพ์ในกว่ายี่สิบประเทศ วิธีการเปลี่ยนโลก ได้กลายเป็นพระคัมภีร์สำหรับผู้ประกอบการทางสังคม มันโปรไฟล์ชายและหญิงจากทั่วโลกที่ได้พบวิธีการแก้ปัญหาที่เป็นนวัตกรรมเพื่อความหลากหลายของปัญหาทางสังคมและเศรษฐกิจ ไม่ว่าพวกเขาจะทำงานเพื่อส่งพลังงานแสงอาทิตย์ให้กับชาวบราซิลหรือปรับปรุงการเข้าถึงวิทยาลัยในสหรัฐอเมริกาผู้ประกอบการทางสังคมเสนอวิธีแก้ปัญหาแบบบุกเบิกที่เปลี่ยนแปลงชีวิต

คลิกที่นี่สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมและ / หรือสั่งซื้อหนังสือเล่มนี้ใน Amazon