cientists i USA har hittat nya sätt att göra biobränslen, öka avkastningen och utnyttja koldioxid genom nya tillämpningar av välkända material.

Medan politiker håller sig, och klimatforskare suckar tyvärr, fortsätter forskare i laboratorier att uppfinna snygga nya sätt att spara energi, öka effektiviteten och utnyttja solenergi.

Darren Drewry från Jet Propulsion Laboratory i Kalifornien och två kollegor från University of Illinois har en datormodell som kan utforma sojabönor som kan producera 8.5% mer näring, använda 13% mindre vatten och reflektera 34% mer solljus tillbaka i rymden.

De rapporterar i tidningen Global Change Biology att de kan uppnå alla tre målen genom uppfödning för något annorlunda bladfördelning på stjälken och för den vinkel som bladet växer på med hjälp av en teknik som kallas numerisk optimering för att försöka ett mycket stort antal strukturella egenskaper för att få de bästa resultaten. "Och överraskande finns det kombinationer av dessa egenskaper som kan förbättra alla dessa mål samtidigt, säger Dr Drewry.

I den stora evolutionära utmaningsmatchen strider växterna mot ljuset och försöker sätta varandra i skuggan.

"Våra växtplantor återspeglar många miljoner år i naturen under dessa konkurrensförhållanden", säger Stephen Long, en växtbiolog. "På ett odlingsfält vill vi ha växter att dela resurser och spara vatten och näringsämnen, så vi har tittat på vilka bladarrangemang som bäst skulle göra detta."

När framtida jordbruksforskare har utarbetat det som de mest vill ha från en gröda - och i torra zoner måste vattenekonomin bedöma högt - programmet kan bestämma den bästa konfigurationen av blad. Därefter kunde framtida uppfödare välja egenskaper från det enorma biblioteket med befintliga sojabönor.

Långvarig fördel

De kan minska taket för att lätta ljuset till lägre nivåer för att öka avkastningen, eller de kan höja baldakinen för att återspegla ljuset tillbaka i rymden och motverka klimatförändringen.

"Vi kan också modellera vad dessa växtkapslar kan göra i ett framtida klimat, så att det kommer att vara giltigt 40 eller 50 år under ledningen", säger Praveen Kumar, miljöingenjör.

På Stanford University i Kalifornien har andra forskare tänkt på ett sätt att göra biobränsle utan att gynna fält, växter eller solljus. De rapporterar i Natur att de har utformat en oxid-härledd kopparkatalysator som kan vända kolmonoxid - den dödliga gasen i bilavgaser och kolförbränningsverkstäder - direkt till flytande etanol av den sort som nu är gjord av majs och andra grödor.

Dessutom säger de att de kan göra detta vid rumstemperatur och normalt atmosfärstryck. Tekniken vilar på förmågan att göra kopparoxid till ett nätverk av nanokristaller av metallisk koppar som skulle fungera som en katod vid en elektrolysreaktion och reducera kolmonoxid till etanol.

Biodrivmedel är dyrt: det tar tid, fält, gödningsmedel och vatten. Det tar 800 gallon vatten att odla en majsbussel, som i sin tur ger tre liter etanol. Den nya tekniken kan eliminera grödan, tiden och mycket av vattnet.

Tio-fals effektivitetsvinst

Och det öppnar ett annat sätt att utnyttja fångad CO2 som en strömkälla. Koldioxid kan omsättas effektivt och enkelt i kolmonoxid. Den nya oxid-härledda kopparkatalysatorn kan sedan omvandla kolmonoxid till etanol med tio gånger effektiviteten hos några vanliga kopparkatalysatorer.

Teamet skulle vilja skala upp sin katalytiska cell och se den drivas av solenergi eller vindenergi. "Men vi har mycket mer arbete att göra för att göra en enhet som är praktisk," säger Matthew Kanan från Stanford.

Under tiden rapporterar forskare i Oregon i Royal Society of Chemistry journal RSC Förskott att de har testat ett nytt sätt att trycka på solens strålar och att använda den kraften för att göra solenergimaterial samtidigt.

Återigen har matchen av nanovetenskap och koppar gett oväntade konsekvenser. Genom att fokusera ljus kontinuerligt på en kontinuerlig flödesmikroreaktor har forskarna syntetiserat kopparindium nanopartiklarfärger som kan göra tunnfilm solceller i minuter. Andra processer kan ta timmar att leverera samma material.

"Det skulle kunna producera solenergi material var som helst där det finns en tillräcklig solkraft och i denna kemiska tillverkningsprocess skulle det bli noll energipåverkan", säger Chih-Hung Chang i Oregon State University.

- 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)

InnerSelf Rekommenderad bok:

Hur man byter värld: sociala entreprenörer och kraften i nya idéer, uppdaterad utgåva
av David Bornstein.

Publicerad i över tjugo länder, Hur man ändrar världen har blivit Bibeln för socialt entreprenörskap. Det profilerar män och kvinnor från hela världen som har hittat innovativa lösningar för en mängd olika sociala och ekonomiska problem. Oavsett om de arbetar för att leverera solenergi till brasilianska bybor eller förbättra tillgången till college i USA, sociala entreprenörer erbjuder banbrytande lösningar som förändrar liv.

Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon.