WSU-Ingenieurprofessor führt einen 2-Millionen-Dollar-Zuschuss zur Eindämmung der Lachgasemissionen durch

Unterstützt durch einen Zuschuss der National Science Foundation (NSF) in Höhe von 2 Millionen US-Dollar hofft eine Gruppe von Forschern der Wichita State University, einen Paradigmenwechsel von der Verwendung schädlicher Düngemittel auf Lachgasbasis hin zu umweltfreundlicheren Stickstoffdüngern herbeizuführen, die die Treibhausgase reduzieren würden.

Das Projekt zur Eindämmung von Lachgas ist eine Zusammenarbeit zwischen Forschern der WSU und der Iowa State University unter der Leitung von Dr. Shuang Gu von der WSU, außerordentlicher Professor am College of Engineering, und Dr. Wenzhen Li, Professor am College of Engineering der Iowa State . Die ISU-Forscher erhielten außerdem 2 Millionen US-Dollar vom NSF Established Program to Stimulate Competitive Research (EPSCoR).

Das WSU-Team wird mit dem ISU-Team zusammenarbeiten, um Düngemittel zu erforschen, die einen geringeren ökologischen Fußabdruck haben, indem sie die Treibhausgasemissionen (THG), einschließlich Lachgas und Kohlendioxid, reduzieren, mit dem Ziel, einen Wandel hin zu einer nachhaltigeren Landwirtschaft zu ermöglichen.

„Unsere Forschung ist wichtig, weil Lachgas ein 300-mal höheres Treibhauspotenzial als Kohlendioxid hat und im Jahr 2020 zu 7 % der Treibhausgasemissionen der Vereinigten Staaten beitrug“, sagte Gu. „Erstaunliche 74 % der Lachgasemissionen stammen aus landwirtschaftlichen Düngemittelanwendungen, ein Prozentsatz, der größtenteils auf die ständig wachsende Nachfrage nach Nahrungsmitteln, Ballaststoffen und Energie zurückzuführen ist.“

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines Elektrofertigungssystems, das mit erneuerbarer Energie (Wind und Sonnenlicht) betrieben wird, um grünen Stickstoffdünger herzustellen, der sich grundlegend von aktuellen Thermofertigungsprozessen unterscheidet, die nicht erneuerbare fossile Energie (Kohle, Erdöl und Erdgas) verbrauchen. . Die Nutzung erneuerbarer Energien anstelle nicht erneuerbarer fossiler Energie könnte die Auswirkungen des Klimawandels auf die Landwirtschaft abmildern und gleichzeitig die Nachhaltigkeit der Landwirtschaft und Viehzucht im Mittleren Westen gewährleisten.

Die Technologie grüner Düngemittel birgt ein großes Potenzial zur Schaffung höher bezahlter Arbeitsplätze für lokale Landwirtschafts- und Viehzuchtregionen, insbesondere für einkommensschwache Minderheiten in ländlichen Gebieten, und erweitert so die Fähigkeiten und Möglichkeiten landwirtschaftlicher Gemeinschaften, die überproportional vom Klimawandel betroffen sind. Aus diesem Grund haben sie mit dem Dodge City Community College (DC3) zusammengearbeitet, um Minderheitenstudenten zu betreuen und Minderheitenlehrer in eng miteinander verbundenen Bereichen auszubilden, darunter Agrarwissenschaften sowie Farm- und Ranchmanagement.

Das Projektergebnis soll zu einem tiefgreifenden Verständnis der Treibhausgasemissionen von Lachgas, des Nitrat-Upcyclings, der Harnstoffsynthese, der Kohlendioxidabscheidung und -umwandlung sowie der Verwendung grüner Stickstoffdünger in der Landwirtschaft führen. Es sollte auch den Weg für neue Generationen von Technologien zur Lachgas- und Nitraterkennung, anionenselektiven Membranen und zur effizienten chemischen Herstellung ebnen.

„Dieses Forschungsprojekt bringt ein multidisziplinäres Team von Wissenschaftlern der WSU und der ISU zusammen, das einen wichtigen Paradigmenwechsel ermöglichen könnte“, sagte Dr. Anthony Muscat, Dekan des WSU College of Engineering. „Ihre Arbeit hat das Potenzial, den Grundstein für die Förderung von Kooperationen und Verbänden sowohl bei der Reduzierung von Treibhausgasen als auch bei der Förderung grüner Düngemittel in Wissenschaft, Regierung, Industrie, Landwirtschaft und Gemeinden zu legen.“

Die beiden Zuschüsse in Höhe von je 2 Millionen US-Dollar werden über einen Zeitraum von vier Jahren vergeben. Ziel des NSF EPSCoR ist der Aufbau von Partnerschaften mit der Regierung, der Hochschulbildung und der Industrie, die darauf abzielen, nachhaltige Verbesserungen der Forschungsinfrastruktur, der Forschungs- und Entwicklungskapazität (F&E) einer Gerichtsbarkeit und damit ihrer Wettbewerbsfähigkeit im Bereich Forschung und Entwicklung zu bewirken. Die NSF Research Infrastructure Improvement Track-2 Focused EPSCoR Collaboration (RII Track-2 FEC)-Auszeichnungen bieten Möglichkeiten zum Aufbau grenzüberschreitender Kooperationsteams von EPSCoR-Ermittlern in den Schwerpunktbereichen Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM) im Einklang mit der NSF 2022–2026 Strategischer Plan.

„Wie aus der Wirkung des EPSCoR hervorgeht, sind Investitionen in die Forschungsinfrastruktur ein starker Katalysator zur Stärkung der Sicherheit und Wettbewerbsfähigkeit unseres Landes und zur Förderung bahnbrechender wissenschaftlicher Fortschritte“, sagte Sethuraman Panchanathan, Direktor der NSF. „Ich freue mich sehr, die diesjährigen EPSCoR Track-2-Auszeichnungen bekannt zu geben, die die Bemühungen der Gemeinschaft und der Region stärken werden, die Auswirkungen eines sich ändernden Klimas zu verstehen und die Widerstandsfähigkeit überproportional betroffener Gemeinschaften zu verbessern. Durch die Bewältigung dieser kritischen Herausforderungen und die Zusammenarbeit mit den betroffenen Gemeinschaften.“ Durch den Klimawandel haben wir das Potenzial, Innovationen voranzutreiben und wirtschaftliche Stabilität und Erholung in EPSCoR-Gerichtsbarkeiten und darüber hinaus zu fördern.“

Zu den weiteren Gruppenmitgliedern gehören die folgenden Co-Primärforscher : Dr. Mark Schneegurt, WSU-Professor für Biowissenschaften; Dr. Jan Twomey, stellvertretender Dekan der WSU; Dr. Michael Castellano, IS-Professor; und Dr. Liang Dong, ISU-Professor. Dr. Ruowen Shen, außerordentlicher Professor an der WSU, und Dr. Fallys Masambuka-Kanchewa, Assistenzprofessor an der ISU, sind leitende Mitarbeiter der Gruppe. Dr. Clayton Tatro, Vizepräsident für Bildung bei DC3, ist der Bildungspartner, und Mike Beam, Sekretär des Landwirtschaftsministeriums von Kansas, unterstützt das Projekt.

„Unser Team ist außerdem äußerst dankbar für die große Unterstützung durch das Dekanat des College of Engineering bei der Entwicklung dieses erfolgreichen Gemeinschaftsvorschlags“, sagte Gu. „Neben der Unterstützung der Neueinstellungen von zwei Assistenzprofessoren mit Tenure-Track im projektorientierten Bereich hat Dean Muscat uns auch direkt mit DC3 und dem Kansas Department of Agriculture verbunden, was das Team gestärkt hat und ein wesentlicher Faktor für die Sicherung der Auszeichnung war.“ ”

Die Wichita State University ist Kansas‘ einzige städtische öffentliche Forschungsuniversität, an der zwischen ihrem Hauptcampus und der WSU Tech fast 22.000 Studenten eingeschrieben sind, darunter Studenten aus allen Bundesstaaten der USA und mehr als 100 Ländern. Wichita State und WSU Tech sind für ihre studentenzentrierte und innovationsorientierte Ausrichtung bekannt.

Die Wichita State University liegt in der größten Stadt des Bundesstaates mit einer der höchsten Konzentrationen an Arbeitsplätzen in den Bereichen Naturwissenschaften, Technik, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM) in den Vereinigten Staaten und bietet einzigartig unterschiedliche und innovative Wege für angewandtes Lernen, angewandte Forschung und Karrieremöglichkeiten für alle unsere Schüler.

Der Innovation Campus, eine physische Erweiterung des Hauptcampus der Wichita State University, ist mit einer Fläche von über 120 Hektar einer der größten und am schnellsten wachsenden Forschungs-/Innovationsparks des Landes und beherbergt eine Reihe globaler Unternehmen und Organisationen.

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Das College of Engineering der Wichita State University wurde 1928 gegründet. Heute umfasst es sieben Abteilungen, mehr als 2.100 Studenten im Grundstudium und mehr als 1.500 Studenten im Aufbaustudium. Die Hochschule wurde kürzlich von Forbes in die Top 20 für Forschung und Entwicklung (F&E) gewählt und von der National Science Foundation (NSF) auf Platz 1 bei den von der Industrie finanzierten Forschungs- und Entwicklungsausgaben für die Luftfahrt. Um mehr zu erfahren, besuchen Sie www.wichita.edu/engineering.