Meghana Bollimpalli: Arkansas Teen hjælper med at lave lavpris superkapacitor

Sommeren før hun kom i ottende klasse besøgte Meghana Bollimpalli familie i Indien, rejste med sin politiker bedstefar til landlige samfund og vidne til, hvordan der var et andet liv i forhold til hendes hjem i Little Rock, Arkansas. På det tidspunkt havde hun ingen anelse om, at erfaringerne ville sætte hende på vejen til arbejde på en tilgængelig superkapacitor, der optog heder på en national science fair i 2018. Hun ønskede simpelthen at hjælpe.

"Folk i disse samfund skal gå fire miles hver eneste morgen for at få vand, der ikke engang var rent," fortæller Bollimpalli, nu en high school senior ved Little Rock Central High School Inverse. "Ved at se dette og se alle de sundhedsmæssige problemer, der kom fra vandbårne sygdomme, blev jeg virkelig påvirket af det. Jeg vidste altid, at ikke alle i verden havde adgang til rent vand, men jeg vidste ikke, hvor slemt det var, før jeg faktisk så det."

Hun fortsatte med at designe et billigt vandfilter lavet af savsmuld, kaffegræs og terrakotta, som hun distribuerede blandt landbefolkninger i Indien - sin indsats for at hjælpe nogle af Indiens 163 millioner mennesker, der mangler adgang til sikkert vand. "Jeg så, at jeg var ligesom:" Åh min Gud, jeg gjorde faktisk noget, som virkelig påvirker andres liv, "siger hun.

Nu, fem år senere, fortsætter hun sin mission om at løse videnskabelige spørgsmål med økonomisk gennemførlige løsninger ved at anvende sin opfindsomhed til superkapacitorer, de små, utroligt dyre elektroniske enheder, der lagrer massive mængder elektrisk energi og har potentiale til at gøre en enorm ren energipåvirkning. ("Hvert år vælger jeg bare et andet emne inden for miljøvidenskab for at undersøge," siger hun.) Hendes projekt - en langt billigere og vildt opfindsomme version af den kostbare enhed - sikrede andenpladsen og Young Scientist-prisen på Intel International Science and Engineering Fair i oktober 2018.

Til Bollimpalli er forbindelsen mellem superkapacitorer og gennemsnitsfolkets liv klar. Begrænset energilagringskapacitet er en af ​​de største hindringer, der hindrer folk i at udnytte alternative energikilder som solenergi- og vindgenereret elektricitet. Hvis forskere kan finde billigere, nemmere måder at lagre den energi, der genereres af vedvarende kilder, så vil verden få en klarere vej til at vedtage ikke-petroleumsenergi.

Men som hun lærte er superkapacitorer ikke billigt.

"For at få en superkapacitor til at arbejde, har den brug for en elektrode, og disse elektroder er tusindvis af dollars, fordi de er lavet af ting som platin, palladium, guld og diamanter," siger Bollimpalli. "Så ser vi på det og ser, hvor anvendelige de allerede var, ville jeg finde en måde at reducere omkostningerne ved elektroderne for at gøre superkapacitorerne endnu mere anvendelige og revolutionere deres applikationer inden for energibranchen."

I søgen efter folk, der arbejder med billigere superkapacitorer, fandt hun sig i laboratoriet af Noureen Siraj, Ph.D., en assisterende professor i kemi ved University of Arkansas, Little Rock. En af Sirajs studerende, Samantha Macchi, havde allerede arbejdet på et sådant projekt i omkring et halvt år, hvordan man laver supercapacitorelektroder fra almindelige materialer som brugt teblader, melasse og en grundkøkken mikrobølgeovn - ydmyge begyndelser til en højteknologisk enhed. Siraj og Macchi bragte Bollimpalli på projektet for at lære om arbejdet, som hun senere præsenterede ved ISEF. I mellemtiden offentliggjorde Macchi og Siraj den resulterende forskning i januar i tidsskriftet Kemi Vælg.

Bollimpalli blev oprindeligt tildelt et andet projekt i laboratoriet, men da hun fandt ud af arbejdet med superkapacitorer, bad hun om at skifte opgaver. Siraj, som er vant til at have gymnasieelever lærer om hendes holds arbejde, hurtigt forpligtet.

"Hun lærte hurtigt alle protokollerne, og hun kunne faktisk forklare. Hun bragte en forståelse, der mangler hos mange gymnasieelever, "siger Siraj Inverse. "Hun er rigtig god til at absorbere informationen." De arbejdede sammen utrætteligt for at hjælpe Bollimpalli med at negle den præsentation, hun senere ville give ved ISEF.

"Hun praktiserede mig så mange gange, og jeg ved, at hun forstod materialet," minder Siraj om.

Selvom hun er kendt siden hun vendte tilbage fra den pågældende sommer i Indien, forlod Bollimpalli Siraj's lab og ISEF-oplevelsen med en endnu dybere forståelse for, hvordan forskere skulle tænke, hvis de vil ændre verden til det bedre.

"Dette var en forbindelse, som jeg anerkendte gennem min forskning," minder hun om. "Når du gør forskning, skal du sørge for, at din forskning er både videnskabeligt gennemførlig og økonomisk gennemførlig, fordi hvis det produkt, du laver eller designer, ikke er billigt, vil ingen bruge det. Det skal være en del af den økonomi, der allerede eksisterer."

Fremadrettet håber Bollimpalli at bringe hendes forståelse for videnskabens økonomiske realiteter i hendes videregående uddannelse og videre. Hun er blevet accepteret til Washington University i St. Louis, hvor hun planlægger at fordoble sig i miljøkemi og økonomi. Efter college siger hun, hun ønsker at finde arbejde, der gør det muligt for hende at forfølge videnskab, der behandler økonomiske virkeligheder.

"Jeg er virkelig interesseret i at finde måder at forbinde økonomi og videnskab med."