Meghana Bollimpalli: Arkansas Tonåring hjälper till att skapa billig Supercapacitor

Sommaren innan hon kom in i åttonde klass besökte Meghana Bollimpalli familj i Indien, reser med sin politiska farfar till landsbygdssamhällen och bevittnade hur olika liv var där jämfört med sitt hem i Little Rock, Arkansas. Vid den tiden hade hon ingen aning om att erfarenheten skulle sätta henne på vägen till jobbet på en tillgänglig superkapacitor som tjänade högkurs på en nationalvetenskaplig mässa 2018. Hon ville helt enkelt hjälpa.

"Människor i dessa samhällen måste gå fyra mil varje morgon för att få vatten som inte ens var rent", säger Bollimpalli, nu en gymnasiechef på Little Rock Central High School, Omvänd. "Att se detta och se alla hälsoproblem som kom från vattenburna sjukdomar, blev verkligen påverkat av det. Jag antar att jag alltid visste att inte alla i världen hade tillgång till rent vatten, men jag visste inte hur illa det var tills jag faktiskt såg det."

Hon fortsatte med att utforma ett billigt vattenfilter tillverkat av sågspån, kaffegrund och terrakotta som hon distribuerade bland landsbygdssamhällen i Indien - hennes ansträngning att hjälpa några av Indiens 163 miljoner människor som saknar tillgång till säkert vatten. "Det var jag som," Åh min gud, jag gjorde faktiskt något som verkligen påverkade någons liv ", säger hon.

Nu, fem år senare, fortsätter hon sitt uppdrag att ta itu med vetenskapliga problem med ekonomiskt genomförbara lösningar genom att tillämpa sin uppfinningsrikedom till superkapacitorer, de små, otroligt dyra elektroniska enheterna som lagrar massiva mängder elektrisk energi och har potential att göra en enorm ren energipåverkan. ("Varje år väljer jag bara ett annat ämne inom miljövetenskap för att göra forskning," säger hon.) Hennes projekt - en mycket billigare och väldigt uppfinningsrik version av den kostsamma enheten - säkrade andraplatsen och Young Scientist-priset på Intel International Science and Engineering Fair i oktober 2018.

Till Bollimpalli är kopplingen mellan superkapacitorer och medellivarnas liv tydlig. Den begränsade energilagringskapaciteten är ett av de största hindren som hindrar människor från att anta alternativa energikällor som mer solkraft och vindkraft. Om forskare kan hitta billigare, enklare sätt att lagra den energi som genereras av förnybara källor, kommer världen att få en tydligare väg att anta icke-petroleumsenergi.

Men som hon lärde sig är superkapacitorer inte billigt.

"För att faktiskt få en superkapacitor att fungera behöver den en elektrod, och dessa elektroder är tusentals dollar eftersom de är gjorda av saker som platina, palladium, guld och diamanter", säger Bollimpalli. "Så titta på det och se hur passande de redan var, jag ville hitta något sätt för att minska kostnaden för elektroderna för att göra superkapacitorerna ännu mer tillämpliga och revolutionera sina applikationer inom energibranschen."

I sökandet efter personer som arbetar med billigare superkapacitorer fann hon sig i Noureen Siraj, Ph.D., en biträdande professor i kemi vid University of Arkansas, Little Rock. En av Sirajs studenter, Samantha Macchi, hade redan arbetat med ett sådant projekt i ungefär ett och ett halvt år och bestämde sig för hur man gör superkapacitorelektroder från vanliga material som använt tebladen, melass och en grundläggande köksbrygga mikrovågsugn - ödmjuk början för en högteknologisk enhet. Siraj och Macchi tog Bollimpalli på projektet för att lära sig om det arbete som hon senare presenterade vid ISEF. Under tiden publicerade Macchi och Siraj den resulterande forskningen i januari i tidningen Kemi Välj.

Bollimpalli fick ursprungligen ett annat projekt i labbet, men när hon fick reda på arbetet med superkapacitorer bad hon om att byta uppgifter. Siraj, som är van vid att ha gymnasieelever lär sig om sitt lags arbete, snabbt skyldigt.

"Hon lärde sig snabbt alla protokoll, och hon kunde faktiskt förklara. Hon fick en förståelse som saknas hos många gymnasieelever, säger Siraj Omvänd. "Hon är verkligen bra på att absorbera informationen." De arbetade tillsammans outtröttligt för att hjälpa Bollimpalli att spika den presentation som hon senare skulle ge vid ISEF.

"Hon praktiserat med mig så många gånger, och jag vet att hon förstod materialet," påminner Siraj.

Trots att hon är känd sedan hon återvänt från den där sommaren i Indien, lämnade Bollimpalli Sirajs lab och ISEF-upplevelsen med en ännu djupare förståelse för hur forskare skulle tänka om de vill förändra världen till det bättre.

"Det här var en anslutning som jag känner igen av min forskning," påminner hon om. "När du gör forskning måste du se till att din forskning är både vetenskapligt genomförbar och ekonomiskt genomförbar, för om den produkt du tillverkar eller utformar inte är billig, kommer ingen att använda den. Det måste vara en del av ekonomin som redan finns."

Framåtriktat hoppas Bollimpalli få förståelse för vetenskapens ekonomiska realiteter till hennes högre utbildning och bortom. Hon har blivit antagen till Washington University i St. Louis, där hon planerar dubbelt huvudämne inom miljökemi och ekonomi. Efter college säger hon att hon vill hitta jobb som gör det möjligt för henne att driva vetenskap som adresserar ekonomiska realiteter.

"Jag är verkligen intresserad av att hitta sätt att ansluta ekonomi och vetenskap."