Chemicy naukowi w Szwecji znaleźli sposób na wykonanie okien z drewna. Zdjęcie: Brett Jordan przez Flickr

Od stworzenia przezroczystego drewna do paneli słonecznych lub okien po przekształcenie dwutlenku węgla i odpadów roślinnych w plastikowe butelki, naukowcy znajdują genialne sposoby na ominięcie paliw kopalnych.

Duńscy naukowcy wyciągnęli naukę ze świata roślin, odwrócili ją i wykorzystali koktajl słońca i chlorofilu przekształcić roślinność w chemię.

I w nieodpartym zrządzeniu kalifornijscy naukowcy nauczyli się tego zamień dwutlenek węgla i odpady roślinne w plastikowe butelki.

Tymczasem naukowcy ze Sztokholmu znaleźli sposób na przekształcenie jednego z najlepszych szwedzkich produktów, drewna, w coś przezroczystego, co może być stosowany do paneli słonecznych, a nawet do okien.

Niedaleko na południowy zachód od Sztokholmu w Linköping chemicy świadomi energii opracowali nowy rodzaj superkondensator, który może magazynować ciepło słońca i uwalniać je jako elektryczność.

Wszystkie są kolejnymi przypadkami tego zadziwiającego zasoby i pomysłowość rozmieszczone w światowych laboratoriach, aby ominąć źródła paliw kopalnych, znaleźć sposoby wykorzystywać odpady, i nawet przekształcić gaz cieplarniany w możliwy do wykorzystania zasób.

Biomasa roślinna

Najnowsze osiągnięcia - wciąż w pewnym stopniu od komercyjnego wykorzystania - zaczynają się od związku między roślinami, światłem słonecznym i atmosferą.

Claus Felby, profesor biomasy i bioenergii na Uniwersytet w Kopenhadzei współpracownicy raport w Nature Communications światło słoneczne zebrane przez chlorofil i połączone z określonym enzym oksydacyjny ? these are responsible for turning the skin of apples and other fruit brown ? could break down plant biomass such wood shavings, wheat stalks, maize husks or grass mowings into by-products that could be turned into fuels and biochemicals for plastics.

„To zmieniacz gier, który może zmienić przemysłową produkcję paliw i chemikaliów, a tym samym znacznie zmniejszyć zanieczyszczenie” - mówi profesor Felby.

„Zawsze było tuż pod naszymi nosami, a jednak nikt nigdy tego nie zauważył: fotosynteza za pomocą słońca nie tylko pozwala na rozwój rzeczy, można zastosować te same zasady, aby rozbić materię roślinną, uwalniając substancje chemiczne. Innymi słowy, światło słoneczne napędza procesy chemiczne. ”

Matthew Kanan, adiunkt chemii w Stanford University w Kalifornii ma nadzieję skrócić trwający milion lat proces 100 Karboński liście w paliwo kopalne, a następnie w tworzywa sztuczne.

„Naszym celem jest zastąpienie produktów ropopochodnych tworzywem sztucznym wykonanym z CO₂ . . . możesz znacznie obniżyć ślad węglowy przemysłu tworzyw sztucznych ”

On i koledzy raport w czasopiśmie Nature że po prostu znaleźli sposób na ominięcie 100 milionów lat i ścieżki ropy naftowej.

Produkty z tworzyw sztucznych zaczynają się od politereftalan etylenu, znany jako poliester. Z ropy naftowej i gazu ziemnego powstaje rocznie pięćdziesiąt milionów ton tego surowca, podczas którego 200 milionów ton dwutlenku węgla jest uwalnianych do atmosfery.

Naukowcy ze Stanford znaleźli sposób na przekształcenie odpadów rolnych i dwutlenku węgla w związek o nazwie kwas 2-5-Furandikarboksylowy, będący podstawą niskoemisyjnej plastikowej alternatywy. Mówią, że to tylko pierwszy krok.

„Naszym celem jest zastąpienie produktów ropopochodnych tworzywem sztucznym wykonanym z CO₂”- mówi dr Kanan. „Jeśli możesz to zrobić bez użycia dużej ilości nieodnawialnej energii, możesz znacznie obniżyć ślad węglowy przemysłu tworzyw sztucznych.”

Lars Berglund, kierownik badań nad biokompozytami w Centrum nauki o drewnie Wallenberg w szwedzkim Royal Institute of Technology w Sztokholmie i współpracownikach raport w czasopiśmie Biomacromolecules że wymyślili inny sposób na obniżenie kosztów budowy i oszczędność energii elektrycznej: stworzyli optycznie przezroczyste drewno.

Wyodrębnili ligninę, nieprzezroczysty naturalny składnik z forniru drewnianego, a następnie zaimpregnowali pozostały biały fornir przezroczystym polimerem. Po drobnym dostosowaniu nanotechnologicznym udało im się uzyskać tkaninę, która może być przezroczysta lub półprzezroczysta, aby wpuszczać naturalne światło, ale zachować prywatność.

Zasób odnawialny

„Przezroczyste drewno jest dobrym materiałem na ogniwa słoneczne, ponieważ jest niedrogim, łatwo dostępnym i odnawialnym zasobem” - mówi profesor Berglund. „Staje się to szczególnie ważne w przypadku pokrywania dużych powierzchni ogniwami słonecznymi.”.

Wkrótce ciepło słońca może ładować akumulatory. Xavier Crispin, profesor fizyki i elektroniki w Laboratorium elektroniki organicznej na uniwersytecie Linköping w Szwecji i współpracownicy raport w czasopiśmie Energy & Environmental Science że po latach eksperymentów opracowali superkondensator z płynnym elektrolitem oparty na przewodzących polimerach, które mogą być ładowane przez słońce.

Jest wykonany z niedrogich, bezpiecznych materiałów i może być produkowany na skalę przemysłową. Patenty w toku.

Eksperymentalny elektrolit może przekształcać ciepło w elektryczność 100 razy lepiej niż standardowe elektrolity. Ale są pytania do rozwiązania.

„Nadal nie wiemy dokładnie, dlaczego uzyskujemy ten efekt” - mówi profesor Crispin. „Ale faktem jest, że możemy konwertować i przechowywać 2,500 razy więcej energii niż najlepsze dzisiejsze superkondensatory połączone z generatorami termoelektrycznymi.” - Sieć wiadomości klimatycznych

O autorze

Tim Radford jest niezależnym dziennikarzem. Pracował dla The Guardian od lat 32, stając się (między innymi) redaktorem listów, redaktorem artystycznym, redaktorem literackim i redaktorem naukowym. Wygrał Association of British Science Writers nagroda dla pisarza roku czterokrotnie. Służył w brytyjskim komitecie ds Międzynarodowa Dekada na rzecz ograniczenia klęsk żywiołowych. Wykładał o nauce i mediach w kilkudziesięciu miastach brytyjskich i zagranicznych. 

Zarezerwuj tego autora:

Nauka, która zmieniła świat: Nieopowiedziana historia drugiej rewolucji 1960
Tim Radford.

Kliknij tutaj, aby uzyskać więcej informacji i / lub zamówić tę książkę na Amazon. (Książka Kindle)