Ilmuwan di AS telah menemukan cara baru untuk membuat biofuel, meningkatkan hasil panen dan mengeksploitasi karbon dioksida melalui aplikasi baru dari bahan yang sudah dikenal.

Sementara postur para politisi, dan ilmuwan iklim mengeluh dengan sedih, para periset di laboratorium terus memikirkan cara baru yang cerdas untuk menghemat energi, meningkatkan efisiensi, dan memaksimalkan tenaga surya.

Darren Drewry dari Jet Propulsion Laboratory di California dan dua rekan dari University of Illinois memiliki model komputer yang dapat merancang tanaman kedelai yang mampu menghasilkan makanan 8.5% lebih banyak, menggunakan 13% sedikit air dan merefleksikan sinar matahari 34 lagi ke ruang angkasa.

Mereka melapor di jurnal Global Change Biology bahwa mereka dapat mencapai ketiga tujuan tersebut dengan melakukan pembiakan untuk distribusi daun yang sedikit berbeda pada tangkainya, dan untuk sudut di mana daun tumbuh, dengan menggunakan teknik yang disebut optimasi numerik untuk mencoba sejumlah besar sifat struktural untuk mendapatkan hasil terbaik. "Dan yang mengejutkan, ada kombinasi dari sifat-sifat yang dapat memperbaiki masing-masing sasaran pada saat bersamaan," kata Dr Drewry.

Dalam pertandingan tantangan evolusioner yang hebat, tanaman memperjuangkan cahaya dan mencoba saling menempatkan di tempat teduh.

"Tanaman tanaman kami mencerminkan jutaan tahun di alam liar di bawah kondisi persaingan ini," kata Stephen Long, seorang ahli biologi tanaman. "Di ladang, kami ingin tanaman berbagi sumber daya dan menghemat air dan nutrisi, jadi kami telah melihat pengaturan daun apa yang terbaik untuk melakukan ini."

Begitu ilmuwan pertanian masa depan telah menemukan apa yang paling mereka inginkan dari hasil panen - dan di zona kering, ekonomi air harus sangat tinggi - program dapat menentukan konfigurasi daun yang terbaik. Dari situ, peternak masa depan bisa memilih ciri khas dari perpustakaan variasi kedelai yang ada.

Manfaat Tahan Lama

Mereka bisa mengurangi kanopi agar membiarkan tingkat rendah untuk meningkatkan hasil panen, atau mereka dapat meningkatkan kanopi untuk memantulkan cahaya kembali ke angkasa dan mengimbangi perubahan iklim.

"Kita juga bisa memodelkan apa yang bisa dilakukan kanopi tanaman ini di iklim masa depan, sehingga akan berlaku 40 atau 50 tahun ke depan," kata Praveen Kumar, seorang insinyur lingkungan.

Di Stanford University di California, ilmuwan lain telah memikirkan cara untuk membuat biofuel tanpa manfaat dari ladang, tanaman atau sinar matahari. Mereka melaporkan di Alam bahwa mereka telah menemukan katalis tembaga yang berasal dari oksida yang bisa mengubah karbon monoksida - gas mematikan di knalpot mobil dan pembangkit listrik tenaga batu bara - langsung ke etanol cair dari jenis yang sekarang dibuat dari jagung dan tanaman lainnya.

Terlebih lagi, kata mereka, mereka dapat melakukannya pada suhu kamar dan tekanan atmosfir normal. Teknik ini bertumpu pada kemampuan mengubah oksida tembaga menjadi jaringan nanokristal tembaga metalik yang akan berfungsi sebagai katoda dalam reaksi elektrolisis dan mengurangi karbon monoksida menjadi etanol.

Biofuel itu mahal: butuh waktu, ladang, pupuk dan air. Dibutuhkan 800 galon air untuk menumbuhkan gantang jagung, yang pada gilirannya menghasilkan tiga galon etanol. Teknik baru ini bisa menghilangkan tanaman, waktu, dan banyak air.

Keuntungan Efisiensi Ten-Lipat

Dan itu membuka cara lain untuk memanfaatkan CO2 yang tertangkap sebagai sumber listrik. Karbon dioksida dapat diubah secara efisien dan mudah menjadi karbon monoksida. Katalis tembaga yang berasal dari oksida baru kemudian bisa mengubah karbon monoksida menjadi etanol dengan sepuluh kali efisiensi katalis tembaga normal.

Tim ingin meningkatkan sel katalitik mereka dan melihatnya didukung oleh energi matahari atau angin. "Tapi kami memiliki lebih banyak pekerjaan yang harus dilakukan untuk membuat perangkat yang praktis," kata Matthew Kanan dari Stanford.

Sementara itu, para ilmuwan di Oregon melaporkan dalam jurnal Royal Society of Chemistry Uang muka RSC bahwa mereka telah menguji cara baru untuk memanfaatkan sinar matahari, dan menggunakan kekuatan itu untuk membuat bahan energi matahari pada saat bersamaan.

Sekali lagi, pertandingan nanosains dan tembaga telah memberikan konsekuensi tak terduga. Dengan memfokuskan cahaya terus menerus pada reaktor mikro arus kontinu, para periset telah mensintesis tinta nilon indium tembaga yang bisa dibuat. sel surya film tipis dalam hitungan menit. Proses lainnya mungkin memerlukan waktu berjam-jam untuk mengirimkan materi yang sama.

"Itu bisa menghasilkan bahan energi surya di mana saja ada sumber surya yang memadai dan dalam proses pembuatan bahan kimia ini, tidak akan ada dampak energi nol," kata Chih-Hung Chang dari Oregon State University.

- Jaringan Berita Iklim

tentang Penulis

Tim Radford adalah seorang jurnalis lepas. Dia bekerja untuk Penjaga untuk 32 tahun, menjadi (antara lain) huruf Editor, editor seni, editor sastra dan editor sains. Ia memenangkan Association of British Ilmu Penulis penghargaan untuk penulis sains tahun empat kali. Dia bertugas di komite Inggris untuk Dekade Internasional untuk Pengurangan Bencana Alam. Dia telah memberi kuliah tentang sains dan media di puluhan kota Inggris dan asing. 

Buku oleh Penulis ini:

Ilmu Pengetahuan yang Mengubah Dunia: Kisah yang tak terhitung dari revolusi 1960 lainnya
oleh Tim Radford.

Klik di sini untuk info lebih lanjut dan / atau untuk memesan buku ini di Amazon. (Buku Kindle)

Innerself Direkomendasikan buku:

Bagaimana Mengubah Dunia: Pengusaha Sosial dan Kekuatan Gagasan Baru, Edisi yang Diperbarui
oleh David Bornstein

Diterbitkan di lebih dari dua puluh negara, Bagaimana Mengubah Dunia telah menjadi Alkitab bagi kewirausahaan sosial. Ini profil pria dan wanita dari seluruh dunia yang telah menemukan solusi inovatif untuk berbagai masalah sosial dan ekonomi. Apakah mereka bekerja untuk memberikan energi matahari kepada penduduk desa Brasil, atau memperbaiki akses ke perguruan tinggi di Amerika Serikat, pengusaha sosial menawarkan solusi perintis yang mengubah kehidupan.

Klik di sini untuk info lebih lanjut dan / atau untuk memesan buku ini di Amazon.