Forskare ser framtiden i våra naturresurser

Forskningskemiker i Sverige har funnit ett sätt att göra fönster från trä. Bild: Brett Jordan via FlickrForskningskemiker i Sverige har funnit ett sätt att göra fönster från trä. Bild: Brett Jordan via Flickr

Från att skapa genomskinligt trä för solpaneler eller fönster för att förvandla koldioxid och växtavfall till plastflaskor, hittar forskare geniala sätt att sidostepa fossila bränslen.

Danska forskare har tagit en lektion från växtvärlden, omvänd den och använt cocktail av solljus och klorofyll att förvandla vegetationen till kemi.

Och i en oemotståndlig vridning har kaliforniska forskare lärt sig hur man ska Vrid koldioxid och vegetabiliskt avfall i plastflaskor.

Under tiden har forskare i Stockholm funnit ett sätt att förvandla en av Sveriges stora produkter, trä, till något genomskinligt det kan användas för solpaneler eller till och med för fönster.

Inte långt sydväst om Stockholm, i Linköping, har energibevakade kemister utformat en ny typ av supercondenser som kan lagra solens värme och släppa den som el.

Alla är ännu fler fall av det förvånande resurs och uppfinningsrikedom distribueras i världens laboratorier för att sidostyra fossila brännskällor, hitta sätt att utnyttja avfall, Och även förvandla en växthusgas till en exploaterbar resurs.

Växtbiomassa

De senaste framstegen - allt fortfarande något från kommersiellt utnyttjande - börjar med förhållandet mellan växter, solljus och atmosfär.


Få det senaste från InnerSelf


Claus Felby, professor biomassa och bioenergi vid Köpenhamns universitet, och kollegor rapport i Nature Communications det solljus uppsamlat av klorofyll och parat med en specifik oxidativt enzym - Dessa är ansvariga för att vända huden av äpplen och andra frukter bruna - kan bryta ner växtbiomassa av träspån, vete stjälkar, majsskal eller gräsklippningar till biprodukter som kan omvandlas till bränslen och biokemikalier för plast.

"Det här är en spelbytare, en som kan omvandla industriproduktionen av bränslen och kemikalier, vilket därigenom minskar föroreningen betydligt, säger professor Felby.

"Det har alltid varit rätt under våra näsor, och ännu har ingen någonsin noterat: fotosyntes genom solen tillåter inte bara saker att växa, samma principer kan tillämpas för att bryta växtmaterialet ner, vilket möjliggör frisläppandet av kemiska substanser. Med andra ord drivs solljus kemiska processer. "

Matthew Kanan, biträdande professor i kemi vid Stanford University i Kalifornien, hoppas att skära ner den 100-miljonårsprocessen som vände sig Karbon lövverk i fossilt bränsle, och sedan till plast.

"Vårt mål är att byta ut petroleumprodukter med plast från CO2 . . . du kan dramatiskt sänka kolindustrins kolavtryck "

Han och kollegor rapportera i Nature journal att de helt enkelt hittade ett sätt att hoppa över 100 miljoner år och råoljepanelen.

Plastprodukter börjar med polyetylentereftalat, känt som polyester. Femtio miljoner ton av grejerna görs varje år, från petroleum och naturgas, under vilken 200 miljoner ton koldioxid släpps ut i atmosfären.

Stanfordforskarna hittade ett sätt att förvandla jordbruksavfall och koldioxid till en förening som kallas 2-5-Furandikarboxylsyra, för att ligga till grund för ett kolväte plast alternativ. Det är, de säger, bara ett första steg.

"Vårt mål är att byta ut petroleumprodukter med plast från CO2, Säger dr Kanan. "Om du skulle kunna göra det utan att använda mycket förnybar energi, kan du dramatiskt sänka kolindustrins kolavtryck."

Lars Berglund, chef för biokompositesforskning vid Wallenberg Wood Science Center vid Sveriges Kungliga Tekniska Högskolan i Stockholm och med kollegor rapportera i Biomacromolecules journal att de har utformat ett annat sätt att minska byggnadskostnaderna och spara elenergi: de har gjort ett optiskt transparent trä.

De extraherade lignin, en ogenomskinlig naturlig komponent från en träfaner och impregnerade sedan den återstående vita finern med en genomskinlig polymer. Med en viss nanoteknisk justering kunde de sluta med ett tyg som kunde vara antingen genomskinligt eller halvtransparent, för att släppa in naturligt ljus men behålla integriteten.

Förnybara resurser

"Transparent trä är ett bra material för solceller, eftersom det är en billig, lättillgänglig och förnybar resurs", säger professor Berglund. "Detta blir särskilt viktigt för att täcka stora ytor med solceller."

Och snart kan solens värme ladda batterier. Xavier Crispin, professor i fysik och elektronik på Laboratoriet för organisk elektronik vid Linköpings universitet i Sverige och kollegor rapportera i Energy & Environmental Science journal att efter år av experiment har de utformat en superkondensor med fluidelektrolyt baserad på ledande polymerer som kan laddas av solen.

Den är tillverkad av billiga, säkra material och kan eventuellt tillverkas i industriell skala. Patenter är pågående.

Experimentell elektrolyt kan omvandla värme till el 100 gånger bättre än standard elektrolyter. Men det finns frågor att lösa.

"Vi vet fortfarande inte exakt varför vi får den här effekten, säger professor Crispin. "Men faktum är att vi kan konvertera och lagra 2,500 gånger mer energi än det bästa av dagens superkondensorer kopplade till termoelektriska generatorer." - Klimatnyhetsnätverket

Om författaren

Tim Radford, frilansjournalistTim 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.

Vetenskap som förändrade världen: Den otaliga historien om den andra 1960-revolutionenBok 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)



enafarzh-CNzh-TWnltlfifrdehiiditjakomsnofaptruessvtrvi

följ InnerSelf på

facebook-icontwitter-iconrss-icon

Få det senaste via e-post

{Emailcloak = off}