Zimbabwe Teen lyser landdistrikterne hjem med elektricitet fra husholdningsaffald

Der er ikke meget at lave om natten i landdistrikterne i Zimbabwe, hvor high school senior Macdonald Chirara besøger sin bedstemor i løbet af ferien. Mens en bybarn måske ser Netflix eller læser en roman ved lamplight, er det simpelthen ikke en mulighed i disse fjerntliggende samfund. Chirara, hvis opfindelse af en bæredygtig powered biogas digester har taget det globale videnskabelige samfund med storm, siger, at når det bliver mørkt der, forbliver det normalt mørkt.

"Under mit ophold på landdistrikterne sovede vi normalt tidligt fordi der ikke var belysning eller nogen form for underholdning," siger Zimbabwes Republikspolitiets gymnasiestudent Inverse. "Jeg har undertiden oplevet udfordringerne ved at kigge efter brænde i buske."

I byerne Zimbabwe har elektrificering nået 80 procent. Men i landdistrikterne falder dette tal til 20 procent. Chirara har set, at hans bedstemor og hendes naboer indsamler og brænder brænde til madlavning og lysende natten, et system, der blev sendt ned "fra generation til generation", indtil det blev normen. Han inventerer i håb om, at fremtidige Zimbabwere vil have flere muligheder.

"Hvad der var mest berørt mig, var, hvordan de fleste mennesker i landdistrikterne i Zimbabwe lever mest af deres liv i mørket," siger han. Med et klart mål i tankerne og en følelse af videnskabelig nysgerrighed udledt i det mindste delvist af Carl Sagan, satte han sig på at bygge og teste en biogasgraver, der nedbryder organisk affald til anvendelig elektricitet ved hjælp af bakterier indsamlet fra lokale planter.

Kogeren er genial i sin ressource. Det er veletableret, at metangas kan brændes for at generere strøm, men det, der mindre ofte udforskes, er tanken om, at metan ikke skal udvindes fra dybe underjordiske kamre. Chirara forstod, at organisk affald som kartoffelskræl og koengummi kunne nedbrydes i metangas, hvis kun den rigtige katalysator var tilgængelig. Heldigvis var Chirara også klar over, at katalysatoren var rundt om ham.

Tæpper af vandhyacinter, bladaktige vandplanter med svigagtige smukke blomster, tæppe overfladen af ​​damme og søer i Zimbabwe, kvælende dem for ilt. "Det er en af ​​de mest skadelige ukrudt, og mange forsøg er blevet gjort for at eliminere eller kontrollere det," siger Chirara. En del af grunden til, at den invasive plante er en sådan effektiv kolonisator, er, at det er en opportunist, der bruger de naturlige bakterier i vandet til at understøtte sin vækst. "Blandt de mikrobielle populationer er metanogenbakterier, mikroorganismer, som producerer methan som metabolisk biprodukt under anoxiske forhold," forklarer Chirara, der tog muligheden for at sætte planterne til langt mere nyttigt arbejde.

Med støtte fra en videnskabslærer ved navn Mr. Ngomanyuni, hvem Chirara krediterer for sin forståelse af den videnskabelige metode, blev biogaskogeren til. Voksende vandhyacinter i en slurry af organisk affald og vand omledte han den nydannede metangas til en termoelektrisk generator, der måler maksimalt 1,5 volt - omtrent det samme som et standard AAA-batteri. Hvis den skaleres op, kan den give tilstrækkelig kraft til at tændte et hjem eller opretholde en flamme til madlavning uden besværet og de miljømæssige konsekvenser af indsamling og brænding af brænde.

I begyndelsen af ​​2018 vandt Chirara Fællesskabets Innovation Award fra det amerikanske samfund for videnskab og offentlighed med sin opfindelse, der førte ham til Intel International Science and Engineering Fair i maj. Der, konkurrerende mod studerende videnskabsmænd fra hele verden, han placeret fjerde i fysiske videnskaber, tager hjem en $ 500 præmie.

Tilbage i Zimbabwe er han allerede hård på arbejde med et nyt projekt: et solvandspumpesystem til at erstatte de kedelige håndkrumpede pumper, som mange mennesker er afhængige af. Ligesom de bedste underholdende årtusinder håber han også at etablere en opstart kaldet Everlasting Technology, en bæredygtig energiforsyning med fokus på bioenergi. Endnu en gang arbejder hans arbejde om at gøre med, hvad der er tilgængeligt - i stedet for vandhyacinter, denne gang bruger han sollys - for at gøre livet lettere for folkene omkring ham.

"De fleste grundlæggende behov mødes med vanskeligheder i landdistrikterne i Zimbabwe, og fænomenet forbliver det samme med at se på Afrika som helhed," siger han. "Disse omfatter pålidelig bæredygtig energi, rent vand og uddannelsesmæssige ressourcer fra det 21. århundrede."

En ivrig læser af værkerne Paulo Coelho, Robin Sharma og, selvfølgelig, Sagan, håber Chirara at fortsætte med at bruge videnskab til at give "logik, sans og orden i hvad der ellers virker kaotisk."

"Det kan ikke løse alle vores problemer," siger han. "Men det viser os som regel vejen til løsningerne."