Meghana Bollimpalli: Arkansas Teen hjelper til med å lage lavpris superkapasitor

Sommeren før hun gikk inn i åttende klasse, besøkte Meghana Bollimpalli familie i India, reiste med sin politikerfarfar til landsbygda og oppdaget hvordan det var forskjellig liv i forhold til hennes hjem i Little Rock, Arkansas. På den tiden hadde hun ingen anelse om at erfaringen ville sette henne på vei til arbeid på en tilgjengelig superkapasitor som oppnådde topplærer ved en nasjonalvitenskapsmesse i 2018. Hun ville bare hjelpe.

"Folk i disse samfunnene må gå fire miles hver eneste morgen for å få vann som ikke engang var rent," forteller Bollimpalli, nå en videregående opplærer ved Little Rock Central High School, Omvendt. "Å se dette, og å se alle helseproblemene som kommer fra vannbårne sykdommer, ble jeg virkelig påvirket av det. Jeg antar at jeg alltid visste at ikke alle i verden hadde tilgang til rent vann, men jeg visste ikke hvor ille det var før jeg faktisk så det."

Hun fortsatte med å designe et billig vannfilter laget av sagflis, kaffegras og terrakotta som hun distribuerte blant landlige samfunn i India - hennes innsats for å hjelpe noen av Indiens 163 millioner mennesker som mangler tilgang til trygt vann. "Å se det, jeg var som," Å min gud, jeg gjorde faktisk noe som virkelig påvirket andres liv, "sier hun.

Nå, fem år senere, fortsetter hun sitt oppdrag å håndtere vitenskapelige problemer med økonomisk gjennomførbare løsninger ved å bruke sin oppfinnsomhet til superkapacitorer, de små, utrolig dyre elektroniske enhetene som lagrer store mengder elektrisk energi og har potensial til å gjøre en stor, ren energiinnvirkning. ("Hvert år velger jeg bare et annet emne i miljøvitenskap for å gjøre forskning på," sier hun.) Hennes prosjekt - en langt billigere og vilt oppfinnsom versjon av den kostbare enheten - sikret andreplass og Young Scientist-prisen på Intel Internasjonal Vitenskap og Teknologisk messe i oktober 2018.

Til Bollimpalli er forbindelsen mellom superkapacitorer og livene til gjennomsnittlige personer tydelig. Begrenset energilagringskapasitet er en av de største hindringene som hindrer folk fra å anta alternative energikilder som solenergi og vindkraft. Hvis forskere kan finne billigere, enklere måter å lagre energien generert av fornybare kilder, så vil verden ha en klarere vei for å vedta ikke-petroleumsenergi.

Men som hun lærte er superkapacitorer ikke billig.

"For å få en superkapasitor til å fungere, trenger den en elektrode, og disse elektrodene er tusenvis av dollar fordi de er laget av ting som platina, palladium, gull og diamanter, sier Bollimpalli. "Så å se på det, og se hvor aktuelt de allerede var, ønsket jeg å finne en måte å redusere kostnadene for elektrodene for å gjøre superkapacitors enda mer anvendelige og revolusjonere deres applikasjoner innen energibransjen."

I søket etter folk som jobber med billigere superkapacitorer, fant hun seg i laboratoriet av Noureen Siraj, Ph.D., en assisterende professor i kjemi ved University of Arkansas, Little Rock. En av Sirajs studenter, Samantha Macchi, hadde allerede jobbet med et slikt prosjekt i omtrent et og et halvt år, og fant ut hvordan man lager superkapsel elektroder fra vanlige materialer som brukte teblader, melasse og en grunnleggende mikrobølgeovn i kjøkkenet - ydmyke begynnelser for en høyteknologisk enhet. Siraj og Macchi tok Bollimpalli på prosjektet for å lære om arbeidet, som hun senere presenterte på ISEF. I mellomtiden publiserte Macchi og Siraj den resulterende undersøkelsen i januar i tidsskriftet Kjemi Velg.

Bollimpalli ble opprinnelig tildelt et annet prosjekt i laboratoriet, men da hun fant ut om arbeidet med superkapacitorer, ba hun om å bytte oppgaver. Siraj, som er vant til å ha videregående studenter, lærer seg om lagets arbeid, raskt forpliktet.

"Hun lærte raskt alle protokollene, og hun kunne faktisk forklare. Hun tok en forståelse som mangler hos mange videregående studenter, sier Siraj Omvendt. "Hun er virkelig god til å absorbere informasjonen." De jobbet sammen utilsiktet for å hjelpe Bollimpalli til å spike den presentasjonen hun senere ville gi på ISEF.

"Hun praktiserte meg så mange ganger, og jeg vet at hun forstod materialet," husker Siraj.

Selv om hun er kjent siden hun kom tilbake fra sommeren i India, forlot Bollimpalli Sirajs lab og ISEF-opplevelsen med en enda dypere forståelse av hvordan forskere burde tenke om de vil forandre verden til det bedre.

"Dette var en forbindelse jeg anerkjente gjennom min forskning," husker hun. "Når du forsker, må du sørge for at forskningen din er både vitenskapelig gjennomførbar og økonomisk gjennomførbar, fordi hvis det produktet du lager eller designer ikke er billig, vil ingen bruke det. Det må være en del av økonomien som allerede eksisterer."

Bollimpalli håper å bringe sin forståelse av de økonomiske realiteter i vitenskapen inn i høyere utdanning og videre. Hun er blitt akseptert til Washington University i St. Louis, hvor hun planlegger å doble hovedrollen innen miljøkjemi og økonomi. Etter college sier hun at hun ønsker å finne arbeid som gjør at hun kan forfølge vitenskap som adresserer økonomiske realiteter.

"Jeg er veldig interessert i å finne måter å forbinde økonomi og vitenskap."