Ett batteri som kan tredubbla körsträckan för elbilar och sänka kostnaderna är bland innovationerna som närmar sig verkligheten vid vetenskapens gränser.

Här är en plan för att minska din koldioxidavtryck: Passa din elbil med ett högpresterande litiumsvavelbatteri som kan diskanta körsträckan till mycket lägre kostnad.

Det är bara ett av många exempel på innovativa energibesparingslösningar som forskare för tillfället står på för att bli verklighet. Andra inkluderar att passa på dina kläder med zinkoxid nano-generatorer som kan skörda mekanisk energi från det rörliga tyget för att ladda dina bärbara enheter.

Då kan man flytta in i en ny förortsutveckling noggrant planerad för att underhålla alla träd som lagrar och binder kol. Kommer du att vara i en stad ändå? och städer är bäst lämpade att planera nya energieffektiviseringar.

Linda Nazar, kemi professor vid University of Waterloo, Kanada och kollegor tror att a litium-svavelbatteri är ett steg närmare verkligheten.

Lätt och billigt

Svavel är rikligt, lätt och billigt, och en uppladdningsbar svavelkatod kan vara så mycket billigare än litiumkoboljonjonen i litiumjonceller - om bara svavel kan stoppas från att lösas efter några cykler.

Hon och hennes lagrapport rapporterar i Nature Communications det ultratunna nanoskiktet av manganoxid skulle kunna stabilisera sulfiderna och leverera en katod som skulle kunna laddas mer än 2000 gånger. Hittills hävdar Waterloo-laget bara att ha utarbetat mekanismen som skulle stabilisera ett svavelbatteri: det finns mycket mer att göra.

Under tiden en grupp vid Koreanska avancerade institutet för vetenskap och teknik Rapportera in Applied Physics Letters att den piezoelektriska zinkoxidnanotekniken skulle kunna användas för att skörda mekanisk energi.

Varje rörelse - vilket ljud som helst, vibrationer, musklernas ansträngning, vilket steg som helst, vilken rörelse som helst av tyg - representerar energi som kan vara förvandlas till elektrisk ström, speciellt med lite hjälp från utsökt designade aluminiumnitridisolatorer.

Så någon som har på sig en medicinsk enhet som övervakar hjärtfrekvens och andning kan faktiskt ge strömmen till enheten bara genom att gå omkring eller andas. Det är möjligheten: mer undersökning behövs, säger forskarna.

Båda delarna av forskning är rapporter från gränserna för energibesparande vetenskap. Men vid University of Florida nollade en grupp på den äldsta kolförvaring och sekvestrationstekniken för alla: trädet.

Hem behövs

Det finns 19 miljoner människor i Florida nu. År 2040 kan befolkningen vara 25 miljoner. Behövs det många nya hem? och det skulle hjälpa om de började på ett naturvårdsvänligt sätt.

Miljöspecialist Richard Vaughn och kollegor rapporterar i tidningen Landskap och stadsplanering att de tittade på en plan att bygga 1,835 hem på en 700 hektar plats som för närvarande är en lyckad tallskog.

De grupperade träden efter ålder och beräknat att sedan äldre träd håller mer kol än yngre, skulle det vara meningsfullt att minska området för underavdelning och gruppera bostäderna närmare varandra för att bevara de äldsta träden.

En av mönstren sparade 71% av det ursprungliga lagrade kolet och 82% av kolet som skulle ha blivit sekvestrerat av skogen.

"Om du har en kompakt underavdelning har du färre vägar", säger en av Florida-författarna, Mark Hostetler, professor som specialiserat sig på bevarande av biologisk mångfald. ”Med färre vägar använder du mindre energi för att producera vägarna.

Patches For Wildlife

"Det påverkar hur mycket kol som släpps. Med fler fläckar av biologisk mångfald har du också naturliga fläckar för vilda djur. Och det finns vatten. Med kompakt grannskapsdesign har du minskat trottoaren och du har skildat de byggda områdena från naturområdena. "

Alla stadsområden erbjuder utrymme för energibesparingar, eftersom alla städer genererar en högre andel koldioxidutsläpp än landsbygden.

Felix Creutzig. chef för markanvändning, infrastruktur och transportgrupp vid Mercator Research Institute på Global Commons and Climate Change, Berlin och kollegor tittade på energi- och utsläppsdata från 274-städer i 60-länder - städer hem till 21% av den globala stadsbefolkningen - och betraktade framtiden under ett "affärsmässigt" scenario.

De rapporterar i Proceedings of the National Academy of Sciences den energianvändningen skulle tredubblas av 2050. Ytterligare två till tre miljarder människor skulle massera in i städerna, och det urbana "fotavtrycket" skulle växa med 1.2 miljoner kvadratkilometer - ett område som är Sydafrika.

Vissa genomtänkta stadsplanering och energipolitik kan dock göra stor skillnad? speciellt om planerarna kom till jobbet tidigt.

"Det här möjlighetsfönstret finns speciellt för lågutsläppsstäder i Asien, Mellanöstern och Afrika, där urbanisering och därtill hörande inkomstökningar kan leda till höga ökningar av energianvändningen i städerna om nuvarande trender fortsätter", rapporterar de. - Klimatnyhetsnätverket

Om författaren

Tim Radford är frilansjournalist. Han arbetade för The Guardian för 32 år, blir (bland annat) bokstäver redaktör, konst redaktör, litterära redaktör och vetenskap redaktör. Han vann Association of British Science Writers utmärkelse för årets vetenskapsförfattare fyra gånger. Han tjänade på den brittiska kommittén för International Decade for Natural Disaster Reduction. Han har föreläst om vetenskap och media i dussintals brittiska och utländska städer. 

Bok av denna författare:

Vetenskap som förändrade världen: Den otaliga historien om den andra 1960-revolutionen
av Tim Radford.

Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon. (Kindle bok)