Cynthia hat sich zum Ziel gesetzt, mit ihrer Erfindung zwei der größten Probleme der Menschheit in den Griff zu bekommen: sauberes Wasser und saubere Energie auf einfache Art und Weise zur Verfügung zu haben.
In der Wissenschaft gibt es noch unendlich viele Geheimnisse zu entdecken, so lautet das Motto von Google. Darum veranstaltet Google jedes Jahr die Google Wissenschafts-Messe, bei der sich Kinder und Jugendliche als Aussteller bewerben können, um ihre Erfindungen zu präsentieren.
Google gab die Finalisten der diesjährigen Googles Wissenschaftsausstellung bekannt und die Aufstellung ist beeindruckend. Unter diesen 15 Erfindungen, welche die Welt zu einem besseren Ort machen sollen, sticht die Erfindung von Cynthia Sin Nga Lam klar hervor.
Saubere Energie und sauberes Wasser
Besorgt um die Millionen von Menschen, die ohne Energie und Wasser leben, hat die 17-jährige Jungwissenschaftlerin aus Australien eine H20Pro erfunden. Hier handelt es sich um einen tragbaren photokatalytischen elektrischen Generator und Trinkwasseraufbereiter, der sowohl saubere Energie als auch Frischwasser zugleich produziert.
Mit dem H2OPro nimmt sich Cynthia vor, gleich zwei Probleme auf einmal anzugehen: Wie man Menschen rund um die Welt Wasser und Elektrizität zur Verfügung stellt, die weder zum einen noch zum anderen Zugang haben. Zurzeit haben 780 Millionen Menschen keinen Zugang zu sauberem Wasser, während 1,2 Milliarden ohne Elektrizität leben. Der H2OPro könnte das ändern, indem er photokatalytische Technologie verwendet, die gleichzeitig Wasser reinigt und Elektrizität erzeugt, und dies alles nur durch die Nutzung von Sonnenlicht.
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In ihrer Bewerbung erklärt Cynthia, dass sie während Ihrer Forschung der Photokatalyse durch Zufall über den Einfall des H2OPro gestolpert ist.
In der Photokatalyse wird nicht nur Wasser gereinigt und keimfrei gemacht, sondern auch Wasserstoff durch Wasserspaltung erzeugt, der zur Produktion von Elektrizität genutzt werden kann, erklärt Cynthia.
„Der gesamte Vorgang braucht lediglich Titania und Licht – keine zusätzliche Energiequelle ist notwendig.
Die Wasserstoffproduktion ist generell niedrig, da die lichterregten Elektronen die Tendenz haben, ins Loch zurück zu fallen. Glücklicherweise kann dies überwunden werden, indem man Reduktionsmittel hinzufügt, während manche organische Schadstoffe den gleichen Zweck erfüllen. Daher empfehle ich, dass die beiden Mechanismen kombiniert werden, um so den Gewinn zu erhöhen und den Wasserstoffverbrauch gleichzeitig zu verringern. So kann zeitgleich eine äußerst effiziente Wasseraufbereitung erreicht werden.“
Es gibt noch andere eingereichte Vorschläge, die eine ähnliche Methode vorschlagen, jedoch benötigen diese oftmals eine externe Energiequelle, was wiederum bedeutet, dass sie nicht in entlegenen Gegenden genutzt werden können. Cynthia nimmt sich vor, die Umstände durch Photokatalyse so zu ändern, dass sie in einem machbaren Maßstab angewandt werden kann, der es erlaubt, die Wasseraufbereitung und Elektrizitätsproduktion in einer ökonomischen und nachhaltigen Weise durchzuführen.
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Es handelt sich um ein exzellentes humanitäres Design und einen starken Anwärter für den top Preis. Viel Glück, Cynthia!
Brilliant Teenager Invents Device That Produces Clean Energy AND Fresh Water!
Google has announced the finalists of this year’s Google Science Fair and the line-up is impressive. But among the 15 inventions designed to make the world a better place, Cynthia Sin Nga Lam’s submission is definitely a major standout. Concerned about the millions of people living without energy and water, the 17-year-old student scientist from Australia built H2Pro – a Portable Photocatalytic Electricity Generation and Water Purification Unit that produces both clean energy and fresh water at the same time.
With the H2Pro, Cynthia aims to tackle two problems at once: how to provide clean water and electricty to the many people around the world who have neither. Currently 780 million people lack access to clean water, while 1.2 billion live without electricity. The H2Pro could change that using photocatalytic technology, which simultaneously purifies water and generates electricity using only sunlight.
In her application, Cynthia explains that while investigating photocatalysis, she stumbled upon the idea of the H2Pro.
“In photocatalysis, not only water is purified and sterilized, but hydrogen is also produced through water-splitting, which can be used to generate electricity,” says Cynthia.
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“The entire process only needs titania and light — no additional power source is required. However, hydrogen production is generally low since photoexcited electrons tend to fall back to the hole (i.e. photoinduced electron-hole combination.) Fortunately, it can be overcome by adding reductants, while some organic pollutants serve such purpose. Hence, I propose to combine the two mechanisms together to enhance the yield and lower the cost of hydrogen generation, meanwhile efficient water purification can also be achieved.”
While there are other designs that have proposed a similiar method, they often require an external power source, which means they can’t be used in remote locations. Cynthia aims to change that via photocatalysis, which can be applied in a manageable scale that allows water purification and electricity production to be economically and sustainably performed. It’s an excellent humanitarian design and a strong contender for the top prize. Good luck Cynthia!
Netzfrau Roxana Bonyadi Willms
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