Eine Batterie, die die Kilometerleistung von Elektroautos verdreifachen und die Kosten senken könnte, gehört zu den Innovationen, die an den Grenzen der Wissenschaft der Realität näher kommen.

Hier ist ein Plan Ihren Kohlenstoff-Fußabdruck für das Schneiden: passen Sie Ihre Elektro-Auto mit einem leistungsstarken Lithium-Schwefel-Batterie, die die Laufleistung für einen wesentlich geringeren Kosten verdreifachen können.

Das ist nur eines von vielen Beispielen für innovative Energieeinsparungslösungen, die Wissenschaftler derzeit auf dem Vormarsch sind. Andere schließen Ihre Kleidung mit Zinkoxidnano-Generatoren ein, die mechanische Energie vom beweglichen Gewebe ernten können, um Ihre tragbaren Geräte aufzuladen.

Then you could move into a new suburban development carefully planned to maintain all the trees that store and sequester carbon. You’ll be in a city anyway ? and cities are best placed to plan new energy efficiencies.

Linda Nazar, Chemieprofessor an der University of Waterloo, Kanada, und Kollegen glauben, dass ein Lithium-Schwefel-Batterie ist ein Schritt näher zur Realität.

Leicht und billig

Sulphur ist reichlich, leicht und billig, und eine wiederaufladbare Schwefelkathode könnte so viel weniger kostspielig als die Lithium-Cobalt-Ionen in Lithium-Ionen-Zellen - wenn nur der Schwefel aus Auflösen nach wenigen Zyklen gestoppt werden konnte.

Sie und ihr Team berichten im Bericht in Nature Communications veröffentlicht  dass ultradünne, nanoskaligen Blätter von Manganoxid könnten die Sulfide stabilisieren und eine Kathode liefern, die mehr als 2000 Mal aufgeladen werden. Bisher hat nur das Waterloo Team Anspruch zu haben, den Mechanismus ausgearbeitet, die eine Schwefel-Batterie stabilisieren würde: es gibt viel mehr zu tun.

Inzwischen eine Gruppe bei der Koreanisches Fortgeschrittenes Institut für Wissenschaft und Technologie Bericht einreichen Applied Physics Letters dass die piezoelektrische Zinkoxid-Nanotechnologie zur Gewinnung mechanischer Energie genutzt werden könnte.

Jede Bewegung - jeder Klang, jede Vibration, jede Muskelanstrengung, jeder Schritt, jede Bewegung des Gewebes - repräsentiert Energie, die sein könnte verwandelte sich in elektrischen Strom, besonders mit ein wenig Hilfe von exquisit entworfenen Aluminiumnitridisolatoren.

Jemand, der zum Beispiel ein medizinisches Gerät trägt, das die Herzfrequenz und die Atmung überwacht, könnte tatsächlich die Energie für das Gerät bereitstellen, indem er einfach herumläuft oder atmet. Das ist die Möglichkeit: Mehr Exploration ist nötig, sagen die Wissenschaftler.

Beide Forschungsarbeiten sind Berichte aus den Grenzen der Energieeinsparung Wissenschaft. Aber an der Universität von Florida hat sich eine Gruppe auf die älteste Kohlenstoffspeicher- und Sequestrierungstechnologie von allen eingestellt: den Baum.

Homes benötigt

There are 19 million people in Florida now. By 2040, the population could be 25 million. That’s a lot of new homes needed ? and it would help if they started off in a conservation-friendly way.

Umweltspezialist Richard Vaughn und Kollegen berichten in der Zeitschrift Landschafts- und Stadtplanung dass sie einen Plan für den Bau von 1,835-Häusern auf einem 700-Hektar-Gelände, das im Moment ein bewirtschafteter Pinienwald ist, betrachtet haben.

Sie gruppiert die Bäume nach Alter und berechnet, dass seit ältere Bäume halten mehr Kohlenstoff als jüngere, wäre es sinnvoll, den Bereich für die Unterteilung zu verkleinern und die Häuser näher zusammen zu gruppieren, um die ältesten Bäume zu erhalten.

Eines der Designs speicherte 71% des ursprünglich gespeicherten Kohlenstoffs und 82% des Kohlenstoffs, der durch den Wald abgeschieden worden wäre.

"Wenn Sie eine kompakte Unterteilung haben, haben Sie weniger Straßen", sagte einer der Autoren des Florida-Berichts, Mark Hostetler, Professor, der sich auf den Erhalt der biologischen Vielfalt spezialisiert hat. „Mit weniger Straßen wird weniger Energie für die Herstellung der Straßen benötigt.

Patches für Wildtiere

"Aus diesem Grund wirkt, wie viel Kohlenstoff freigesetzt wird. Mit mehr Patches der Artenvielfalt, haben Sie auch natürliche Patches für die Tierwelt. Und es gibt Wasser. Mit kompakten Nachbarschaft Design haben Sie das Pflaster verringert und Sie haben Art getrennt, um die bebauten Gebieten von den Naturgebiete. "

Alle städtischen Gebiete bieten Raum für Energieeinsparungen, da alle Städte einen höheren Anteil an CO2-Emissionen erzeugen als ländliche Gebiete.

Felix Creutzig. Leiter der Gruppe für Landnutzung, Infrastrukturen und Verkehr bei Mercator Forschungsinstitut Im Rahmen von Global Commons and Climate Change, Berlin, untersuchten Kollegen und Kollegen die Energie- und Emissionsdaten von 274-Städten in 60-Ländern - Städte, in denen 21% der globalen Stadtbevölkerung leben - und betrachteten die Zukunft im "Business-as-usual" -Szenario.

Sie berichten in der Proceedings of the National Academy of Sciences Dieser Energieverbrauch würde sich bei 2050 verdreifachen. Weitere zwei bis drei Milliarden Menschen würden in die Städte drängen, und der städtische "Fußabdruck" würde um 1.2 Millionen Quadratkilometer wachsen - eine Fläche so groß wie Südafrika.

Some thoughtful urban planning and energy policies, however, could make a big difference ? especially if the planners got to work early.

"Das Fenster der Gelegenheit besteht vor allem für emissionsarme Städte in Asien, dem Mittleren Osten und Afrika, wo die Urbanisierung und die damit verbundenen Anstieg der Einkommen zu hohen Anstieg der städtischen Energieverbrauch führen kann, wenn die derzeitigen Trends fortsetzen", berichten sie. - Klima-Nachrichten-Netzwerk

Über den Autor

Tim Radford ist freier Journalist. Er arbeitete für The Guardian 32 Jahre, immer (unter anderem) Briefe Editor, Kulturredakteur, Literaturredakteur und Wissenschaftsredakteur. Er gewann die Association of British Science Writers Auszeichnung für Wissenschaftsjournalist des Jahres vier Mal. Er diente im britischen Komitee für die Internationale Dekade zur Reduzierung von Naturkatastrophen. Er hat in Dutzenden von britischen und ausländischen Städten Vorträge über Wissenschaft und Medien gehalten. 

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