Meghana Bollimpalli: Arkansas Teen hilft beim Aufbau eines kostengünstigen Superkondensators

Im Sommer, bevor sie in die achte Klasse ging, besuchte Meghana Bollimpalli ihre Familie in Indien, reiste mit ihrem Politiker-Großvater zu ländlichen Gemeinden und erlebte, wie anders das Leben dort war als in ihrem Zuhause in Little Rock, Arkansas. Zu dieser Zeit hatte sie keine Ahnung, dass die Erfahrung sie auf den Weg bringen würde, an einem zugänglichen Superkondensator zu arbeiten, der auf einer nationalen Wissenschaftsmesse im Jahr 2018 höchste Auszeichnung erhielt. Sie wollte nur helfen.

"Die Menschen in diesen Gemeinden müssen jeden Morgen vier Meilen zurücklegen, um Wasser zu erhalten, das nicht einmal sauber ist", erzählt Bollimpalli, heute ein Gymnasiallehrer an der Little Rock Central High School Inverse. „Das zu sehen und all die gesundheitlichen Probleme zu sehen, die von Krankheiten auf dem Wasser herrührten, war wirklich sehr betroffen. Ich glaube, ich wusste immer, dass nicht jeder auf der Welt Zugang zu sauberem Wasser hat, aber ich wusste nicht, wie schlimm es war, bis ich es tatsächlich sah."

Danach entwarf sie einen billigen Wasserfilter aus Sägemehl, Kaffeesatz und Terrakotta, den sie unter den ländlichen Gemeinden Indiens verteilte - ihre Bemühungen, einigen der 163 Millionen Menschen in Indien zu helfen, die keinen Zugang zu sauberem Wasser haben. "Als ich das sah, dachte ich:" Oh mein Gott, ich habe tatsächlich etwas getan, was wirklich das Leben eines Menschen beeinflusst hat ", sagt sie.

Jetzt, fünf Jahre später, setzt sie ihre Mission fort, wissenschaftliche Probleme mit wirtschaftlich realisierbaren Lösungen anzusprechen, indem sie ihren Erfindergeist auf Superkondensatoren anwendet, die winzigen, unglaublich teuren elektronischen Geräte, die enorme Mengen an elektrischer Energie speichern und das Potenzial haben, einen großen Einfluss auf saubere Energie zu haben. („Jedes Jahr wähle ich einfach ein anderes Thema in der Umweltwissenschaften aus, um Nachforschungen anzustellen“, sagt sie.) Ihr Projekt - eine weitaus günstigere und einfallsreichste Version des teuren Geräts - sicherte sich den zweiten Platz und den Young Scientist Award bei Intel Internationale Messe für Wissenschaft und Technik im Oktober 2018.

Für Bollimpalli ist die Verbindung zwischen Superkondensatoren und dem Leben der durchschnittlichen Menschen klar. Begrenzte Energiespeicherkapazitäten sind eines der größten Hindernisse, die Menschen davon abhalten, alternative Energiequellen wie Sonnen- und Windstrom zu nutzen. Wenn Wissenschaftler billigere und einfachere Wege finden können, um die aus erneuerbaren Quellen erzeugte Energie zu speichern, wird die Welt einen klareren Weg für die Nutzung von Nicht-Erdöl-Energie finden.

Sie hat jedoch erfahren, dass Superkondensatoren dies tun nicht billig.

"Damit ein Superkondensator tatsächlich funktioniert, braucht er eine Elektrode. Diese Elektroden sind Tausende von Dollar, weil sie aus Dingen wie Platin, Palladium, Gold und Diamanten bestehen", sagt Bollimpalli. „Wenn ich mir das anschaue und erkannte, wie anwendbar sie bereits waren, wollte ich einen Weg finden, um die Kosten für die Elektroden zu senken, um Superkondensatoren noch anwendbarer zu machen und ihre Anwendungen in der Energiewirtschaft zu revolutionieren.“

Auf der Suche nach Leuten, die an billigeren Superkondensatoren arbeiten, fand sie sich im Labor von Dr. Noureen Siraj, einem Assistenzprofessor für Chemie an der University of Arkansas, Little Rock, wieder. Eine von Sirajs Studenten, Samantha Macchi, arbeitete bereits seit etwa anderthalb Jahren an einem solchen Projekt und überlegte, wie man aus herkömmlichen Materialien wie gebrauchten Teeblättern, Melasse und einer einfachen Küchenmikrowelle Superkondensatorelektroden herstellen kann - bescheidene Anfänge für ein High-Tech-Gerät. Siraj und Macchi brachten Bollimpalli in das Projekt, um mehr über die Arbeit zu erfahren, die sie später auf der ISEF präsentierte. In der Zwischenzeit veröffentlichten Macchi und Siraj die Ergebnisse der Recherche im Januar in der Zeitschrift Chemie auswählen.

Bollimpalli wurde im Labor zunächst einem anderen Projekt zugewiesen, aber als sie von der Arbeit an Superkondensatoren erfuhr, bat sie darum, die Aufgaben zu wechseln. Siraj, der es gewöhnt ist, dass Schülerinnen und Schüler von der Arbeit ihres Teams erfahren, ist schnell

„Sie lernte schnell alle Protokolle und konnte es tatsächlich erklären. Sie brachte ein Verständnis mit, das vielen Schülern der Highschool fehlt “, erzählt Siraj Inverse. "Sie ist wirklich gut darin, die Informationen aufzunehmen." Sie arbeiteten unermüdlich zusammen, um Bollimpalli dabei zu helfen, die Präsentation zu finden, die sie später auf der ISEF halten würde.

"Sie hat so oft mit mir geübt und ich weiß, dass sie das Material verstanden hat", erinnert sich Siraj.

Obwohl sie es seit ihrer Rückkehr aus diesem Sommer in Indien kannte, verließ Bollimpalli Sirajs Labor und die Erfahrung des ISEF mit einem noch tieferen Verständnis dafür, wie Wissenschaftler denken sollten, wenn sie die Welt zum Besseren verändern wollen.

"Dies war eine Verbindung, die ich durch meine Recherche erkannt habe", erinnert sie sich. „Wann immer Sie recherchieren, müssen Sie sicherstellen, dass Ihre Forschung sowohl wissenschaftlich als auch wirtschaftlich realisierbar ist. Denn wenn das von Ihnen hergestellte oder zu entwickelnde Produkt nicht billig ist, wird es von niemandem verwendet. Es muss ein Teil der Wirtschaft sein, der bereits existiert. “

In der Zukunft hofft Bollimpalli, ihr Verständnis der wirtschaftlichen Realitäten der Wissenschaft in ihre Hochschulbildung und darüber hinaus zu bringen. Sie wurde an der Washington University in St. Louis aufgenommen, wo sie ein Doppelstudium in Umweltchemie und -ökonomie plant. Nach dem College will sie eine Arbeit finden, die es ihr ermöglicht, Wissenschaft zu betreiben, die sich mit wirtschaftlichen Realitäten befasst.

"Ich bin wirklich daran interessiert, Wege zu finden, um Wirtschaft und Wissenschaft miteinander zu verbinden."