Лабораторията за трансформационни материали и устройства в Йейлския университет не е точно това, което повечето хора биха считали за разсадник на пробивна наука за опазване. Разбира се, както с усмивка посочва научният сътрудник на NatureNet Уон-Хи Рю, повечето хора биха сгрешили.

стипендиантите

„Енергийните технологии са много свързани с работата на The Nature Conservancy“, казва Рю, който преследва стипендията си в лабораторията под ръководството на Андре Тейлър. „За да заобиколи екологичните проблеми, свързани с изкопаемите горива и изменението на климата, светът се нуждае от нови енергийни технологии, които в идеалния случай са неутрални до въглерод (чисти) и базирани на възобновяем ресурс, като слънчева енергия.“

Учен по материали и експерт в областта на нанотехнологиите, Ryu може да не отговаря на възприетия профил на типичен учен от Conservancy, но работата, която той и колегите му правят за разработване на нови технологии за генериране и съхраняване на енергия, може да има, казва той, „толкова голяма полза за обществото ”(и природата) като традиционно опазване на биологичното разнообразие.

Последният им пробив? Нова базирана на нанотехнологии архитектура за литиево-въздушни батерии, която потенциално би могла да отвори нова ера за електрическите превозни средства, като им даде същия диапазон на пробег като автомобилите, задвижвани с бензин.

По-добър пробег чрез нанотехнологии

В момента, главно поради ограниченията на литиево-йонните батерии, използвани за захранването им, типичното електрическо превозно средство има обхват от около 100 мили на зареждане. Учените се интересуват от литиево-въздушни (наричани още литиево-кислородни) батерии, тъй като теоретично те могат да съхраняват повече енергия (тегловни) от литиево-йонните батерии. Това означава, че бихте могли да получите повече мощност с по-малко тегло и електрическа кола, използваща литиево-въздушна батерия, може да съответства на диапазона на пробег, около 350 мили, на среден автомобил с газ.

Дотук добре. Освен че литиево-въздушните батерии също имат доста значителни предизвикателства, които трябва да преодолеят, преди да станат търговски практични. От многото различни видове катализатори, тествани в литиево-кислородни батерии, никой не е успял да преодолее два ключови проблема: ниска ефективност на работа и лош живот на цикъла (броят пъти, в които могат да бъдат презаредени).

Сега Ryu и неговите колеги са разработили нова архитектура на литиево-въздушни батерии, публикувана наскоро в Nano Letters, която преодолява тези основни препятствия. Чрез вмъкване на наномащабна мембрана като слой в батерията, екипът ограничава натрупването на изолационни материали по време на разреждането и подобрява ефективността на батерията.

Слоят също така подобрява живота на цикъла и експерименталната батерия Ryu и този екип разработиха презареждане 60 пъти, без да губят капацитет за съхранение. Предишните литиево-въздушни батерии без мембрана започнаха да губят ефективност след 37 цикъла на зареждане.

Отново, засега, добре. Но все още има дълъг път - и други предизвикателства за решаване - преди литиево-въздушните батерии да се надяват да излязат извън лабораторията. Рю е развълнуван да продължи изследванията си под егидата на NatureNet Fellowship.

И макар да прекарва времето си в наука, която е значително по-различна от обикновения учен по консервация, той все още отговаря на профила. Запален турист и алпинист (планините на родната му Корея са личен фаворит), той преследва стипендия NatureNet, казва той, защото иска „да реши проблеми - особено свързани с CO2 [емисии на парникови газове] и тъй като повечето от този проблем е от изгарянето на изкопаеми горива ... електрическите превозни средства ”са част от потенциално решение.

И както всички учени от консервацията, той е оживен както от потенциала, така и от предизвикателствата на опазването през 21 век. „Търся развитието на устойчиви енергийни технологии“, казва той. „Това е много вълнуващо за мен и това, което най-много ме интересува.“

За научните сътрудници на NatureNet

Кара Кенън Байингтън е автор на науката за „Nature Conservancy“, обхващаща работата на учени и партньори от Conservancy, включително стипендиантите на NatureNet за Cool Green Science. Изгубена Флориданка, живееща в Мериленд, тя особено обича всякакви сюжетни задачи, включващи лодки и острови, а когато не работи, може да бъде намерена за туризъм, каяк или пътуване със семейството и приятелите си. Още от Кара