Coca Cola-driven mobil

Satte morgonkaffet i halsen nyligen när jag för ett ögonblick trodde att vi blivit fet-scoopade av Nokia. Massor av artiklar dök upp på nätet på temat: Nokiamobil driven av Coca Cola. Vi jobbar just på biobränsleceller som skall kunna drivas av t.ex. socker som i Cola och andra söta drycker. Det vore inte så skoj om det redan fanns en fungerande protoyp för vad vi jobbar på, då skull vi kunna packa ihop och söka annat jobb.

Men även utan att veta något bränsleceller eller enzym kan man snabbt ana att något inte står rätt till. Alla artiklar använder samma bilder. Alla artiklar tar upp Coca-Cola trots att vilken sockerhaltig vätska som helst skulle fungera. Det visar sig snart att det hela är ett pr-stunt av den unga kinesiska designern Daizi Zheng. Först sökte jag - insnöad som jag är, på hennes namn i Google Scholar, jag kände inte igen namnet som någon biobränslecellforskare, men hon är alltså designer.

Men vad är det som gör att en sådan telefon inte finns på marknaden ännu? Principen för hur den skulle kunna fungera visas pedagogiskt i en bild från Daily Mail (nedan).

I en biobränslecell används enzym, istället för t.ex. platina som är vanligast i normala bränsleceller,  för oxidera sockret i "bränslet" vilket ger ett överskott av elektroner, ström. Ett annat enzym används för att reducera syre till vatten. Det räcker nämligen inte med att skapa elektroner, man måste även göra sig av med dem för att kunna utnyttja energin. Enzymen har många fördelar, som lägre aktiveringspänning och att det är förnybara, till skillnad från platina. Men det är även med enzymen man har bekymmer. De är inte särskilt stabila - om de kan fungera i ett par dagar till någon vecka har man ett bra enzym. Det är också svårt att få kontakt mellan dem och elektroderna - vilket är det jag forskar om. Så än så länge är det en snygg design av en produkt som inte fungerar.

För övrigt verkar vare sig Zheng eller Daily Mail veta så mycket om biobränsleceller. Mail har tagit sin bild från en modell av en normal bränslecell, där katalysatorn, platina, kan katalysera både bränsleoxidationen och syrereduktionen. Det gör det nödvändigt att separera anod- och katodhalvorna med ett membran, som i bilden. Enzym är mer specifika; de katalyserar bara en viss, eller ett litet fåtal, reaktioner. Man behöver alltså inte två separata avdelningar. En stor fördel med biobränsleceller. Zheng menar att de enda restprodukterna är vatten och syre. Det är inte sant. Det beror förvisso precis vilka enzym och reaktioner som används, men typiskt så oxideras druvsocker, glukos, till glukonolakton och syre konsumeras för att reduceras till vatten. Restprodukterna är alltså glukonolakton och vatten och troligen en del väteperoxid.

För övrigt funderar jag också, givet att alla andra problem var lösta, över det lämpliga i att använda Coca Cola som bränsle. Cola innehåller ju massor av annat gegg än bara vatten och socker, som är de eftersökta ämnena, som färgämnen, koffein och annat som kan inverka på funktionen hos bränslecellen. Sedan innehåller den en blandning av de två sockerarterna glukos och fruktos. Beroende på enzym skulle bara en av dem vara användbar åt gången om man inte konstruerar en mer avancerad cell med flera enzym. Fast den allvarligaste invändningen mot att använda Cola är att det är för surt. Coca Cola, och liknande drycker, innehåller citron- och fosforsyra för att reglera surhetsgraden som ligger så lågt som ett pH på 2,5. I så sura miljöer fungerar de flesta enzym för sockerkatalys väldigt dåligt. Det skulle effektivt ta död på telefonen att hälla Cola i bränsletanken.

Andra bloggar om: bränsleceller, biobränsle, grön energi, Nokia, Coca Cola, Daizi Zheng, vetenskap, forskning, design. Intressant?

Överljudsstrålar i köket

I en mycket läsbar, och gratis tillgänglig (pdf), artikel i PRL [1] visar att man enkelt kan skapa luftstrålar där luften rör sig med överljudshastighet hemma i köket. När ett fast föremål släpps ner i vätska bildas en kavitet i vätskan som fylls av luft som strömmar in. Efter några millisekunder börjar kaviteten att kollapsa av trycket från den omkringliggande vätskan. Luften pressas då ut ur hålrummet med allt högre fart ju smalare halsen på hålrummet blir. Detta är känt sedan länge, och är det som ger upphov till den vattenstråle som sticker rakt upp, ibland ganska högt, när man släpper något i vatten.

Det nya i den här artikeln är att författarna lyckats mäta hastigheten på luftflödet med hjälp av en höghastighetskamera och små rökpartiklar (en film finns här) när kaviteten fortfarande är ganska stor. Genom att koppla de mätningarna med datorsimuleringar kommer man fram till att när halsen har en radie på någon millimeter, strax innan den kollapsar når luftströmmen verkligen överljudshastighet. Det var nytt att trots att tryckskillnaden i kaviteten och utsidan är ganska lite kan man ändå få en så snabb luftström.

Om det finns någon praktisk nytta med det här är kanske tveksamt, men det är rätt coolt i alla fall.


Andra bloggar om: vetenskap. forskning, fysik, fluiddynamik, vardagsfysik.

[1] Gekle, S.; Peters, I. R.; Gordillo, J. M.; van der Meer, D.; Lohse, D., Supersonic Air Flow due to Solid-Liquid Impact. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, (2), 024501.

Om Gud och maskinen

Ett av mina favoritprogram på radio, P1:s Godmorgon, Världen!, hade i söndags ett riktigt dåligt reportage om de stundande experimenten vid LHC i CERN. Gång på gång upprepade reportern Sara Stenholm att man skall iscensätta Big Bang under experimenten, likaså gjorde Olle Hägg i påannonseringen. För det första borde det ju vara självklart att man inte skall återskapa universums födelse. Universum finns - och inget vi gör kommer att få det att ofinnas vilket borde vara en förutsättning för att återskapa det. Förutom den invändningen så har jag tidigare i den här bloggen påpekat att energierna i LHC skiljer sig dramatiskt från de som gällde vid tiden strax efter universums skapelse. Skiljer sig med åtminstone 19 storleksordningar. Det tycker jag att Ulf Danielsson borde ha påpekat (kanske gjorde han det, men det var i alla fall inte med i reportaget) men han talade hellre om de teologiska implikationerna av experimenten.

Ola Sigurdsson, professor i tros- och livsåskådningsvetenskap, var inkallad för att försvara religionen mot de Big Bangande forskarna. Han talade sig var för de skiljda katedrarna - tanken att vetenskap och religion kan samexistera för att de handlar om olika frågor. Kunskap om hur universum skapades var enligt honom inte ett bekymmer för religionen; den senare handlar istället om ögonblicket innan - vem och varför. Visst, så kan man väl tycka, men ger inte kristendomen tarvliga svar på den frågan. Gud skapade universum av kärlek enligt Sigurdsson. Vad betyder det? Vad har man som talar för det? Det är väl bara ett annat sätt att inte våga säga att vi inte vet. I själva verket ger vetenskapen mindre och mindre utrymme för religionen - kyrkan tvingas ständigt på reträtt och hävdar inte längre att bibeln skall tolkas bokstavligt, utan att det är en form av symbolik. Vi kan ju hoppas att med mer kunskaper och mer spridning av kunskaper och upplysning så kommer fler och fler att ifrågasätta religionens inflytande. Om nu den viktigaste delen i bibeln - den som talar om hur vi blev till bara är symbolik, varför skall vi då tro på något som står där.

Jag tycker att LHC-experimenten är oerhört spännande, men att överdriva deras betydelse leder inte bara till att knäppskallar tror att de kan förstöra jorden utan också till att vi riskerar att bli oerhört besvikna när de inte leder till svaret på allt.

Andra bloggar om: vetenskap, fysik, religion, LHC, CERN.