Profesor de ingeniería de WSU lidera una subvención de 2 millones de dólares para frenar las emisiones de óxido nitroso

Con el apoyo de una subvención de 2 millones de dólares de la Fundación Nacional de Ciencias (NSF), un grupo de investigadores de la Universidad Estatal de Wichita espera crear un cambio de paradigma desde el uso de fertilizantes nocivos a base de óxido nitroso a fertilizantes nitrogenados más ecológicos que reducirían los gases de efecto invernadero.

El proyecto para frenar el óxido nitroso es una colaboración entre investigadores de WSU y la Universidad Estatal de Iowa, dirigida por el Dr. Shuang Gu, profesor asociado de la Facultad de Ingeniería de WSU, y el Dr. Wenzhen Li, profesor de la Facultad de Ingeniería del Estado de Iowa. . Los investigadores de ISU también recibieron 2 millones de dólares del Programa establecido por la NSF para estimular la investigación competitiva (EPSCoR).

El equipo de WSU trabajará junto con el equipo de ISU para explorar fertilizantes que tengan una menor huella ambiental al reducir las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI), incluidos el óxido nitroso y el dióxido de carbono, con el objetivo de permitir un cambio hacia una agricultura más sostenible.

"Nuestra investigación es importante porque el óxido nitroso tiene 300 veces el potencial de calentamiento global del dióxido de carbono y contribuyó al 7% de las emisiones de GEI de Estados Unidos en 2020", dijo Gu. "Un asombroso 74% de las emisiones de óxido nitroso provienen de aplicaciones de fertilizantes agrícolas, un porcentaje impulsado en gran medida por la demanda cada vez mayor de alimentos, fibra y energía".

El objetivo del proyecto es desarrollar un sistema de electrofabricación alimentado con energías renovables (viento y luz solar) para producir fertilizantes nitrogenados verdes, fundamentalmente diferentes de los actuales procesos de termofabricación que consumen energía fósil no renovable (carbón, petróleo y gas natural). . El uso de energía renovable en lugar de energía fósil no renovable podría aliviar el impacto agrícola del cambio climático y al mismo tiempo garantizar la sostenibilidad de la agricultura y la ganadería del Medio Oeste.

La tecnología de fertilizantes verdes tiene un gran potencial para crear empleos con salarios más altos para las regiones agrícolas y ganaderas locales, especialmente para las minorías de bajos ingresos en las zonas rurales, ampliando así las capacidades y oportunidades de las comunidades agrícolas que se ven afectadas de manera desproporcionada por el cambio climático. Como tal, se han asociado con Dodge City Community College (DC3) para asesorar a estudiantes de minorías y capacitar a instructores de enseñanza de minorías en áreas estrechamente alineadas, incluidas las ciencias agrícolas y la gestión de granjas y ranchos.

El resultado del proyecto debería conducir a una comprensión profunda de la emisión de óxido nitroso de GEI, el reciclaje de nitratos, la síntesis de urea, la captura y conversión de dióxido de carbono y la utilización de fertilizantes nitrogenados verdes en la agricultura. También debería abrir una vía para nuevas generaciones de tecnologías para la detección de óxido nitroso y nitrato, membranas selectivas de aniones y fabricación química eficiente.

"Este proyecto de investigación reúne a un equipo multidisciplinario de científicos de WSU e ISU que podría permitir un cambio de paradigma importante", dijo el Dr. Anthony Muscat, decano de la Facultad de Ingeniería de WSU. "Su trabajo tiene el potencial de sentar las bases para fomentar colaboraciones y asociaciones tanto en la reducción del óxido nitroso de GEI como en la promoción de fertilizantes verdes en el mundo académico, el gobierno, las industrias, la agricultura y las comunidades".

Las dos subvenciones de 2 millones de dólares se otorgarán durante un período de cuatro años. El NSF EPSCoR está diseñado para establecer asociaciones con el gobierno, la educación superior y la industria que están diseñadas para lograr mejoras sostenibles en la infraestructura de investigación, la capacidad de investigación y desarrollo (I+D) de una jurisdicción y, por lo tanto, su competitividad en I+D. Los premios NSF Research Infrastructure Improvement Track-2 Focused EPSCoR Collaboration (RII Track-2 FEC) brindan oportunidades para crear equipos colaborativos interjurisdiccionales de investigadores de EPSCoR en áreas de enfoque de ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM) de acuerdo con el NSF 2022-2026. Plan estratégico.

"Como se desprende del impacto de EPSCoR, la inversión en infraestructura de investigación es un poderoso catalizador para fortalecer la seguridad y la competitividad de nuestra nación y fomentar avances científicos innovadores", dijo Sethuraman Panchanathan, director de la NSF. "Estoy encantado de anunciar los premios EPSCoR Track-2 de este año, que fortalecerán los esfuerzos comunitarios y regionales para comprender los impactos de un clima cambiante y mejorar la resiliencia de las comunidades desproporcionadamente afectadas. Al abordar estos desafíos críticos e interactuar con las comunidades afectadas Por el cambio climático, tenemos el potencial de avanzar en la innovación y promover la estabilidad económica y la recuperación en las jurisdicciones EPSCoR y más allá".

Otros miembros del grupo incluyen los siguientes investigadores coprimarios. : Dr. Mark Schneegurt, profesor de ciencias biológicas de WSU; Dr. Jan Twomey, decano asociado de WSU; Dr. Michael Castellano, profesor de SI; y el Dr. Liang Dong, profesor de la ISU. El Dr. Ruowen Shen, profesor asociado de WSU, y el Dr. Fallys Masambuka-Kanchewa, profesor asistente de ISU, son personas de alto nivel del grupo. El Dr. Clayton Tatro, vicepresidente de educación de DC3, es el socio educativo, y Mike Beam, secretario del Departamento de Agricultura de Kansas, apoya el proyecto.

"Nuestro equipo también está inmensamente agradecido por el importante apoyo de la Oficina del Decano de la Facultad de Ingeniería en el desarrollo de esta propuesta colaborativa ganadora", dijo Gu. “Además de respaldar las nuevas contrataciones de dos profesores asistentes titulares en el campo centrado en proyectos, Dean Muscat nos conectó directamente con DC3 y el Departamento de Agricultura de Kansas, lo que fortaleció el equipo y fue un elemento esencial para asegurar el premio. "

La Universidad Estatal de Wichita es la única universidad pública urbana de investigación de Kansas y cuenta con casi 22.000 estudiantes entre su campus principal y WSU Tech, incluidos estudiantes de todos los estados de EE. UU. y de más de 100 países. Wichita State y WSU Tech son reconocidos por estar centrados en los estudiantes e impulsados ​​por la innovación.

Ubicada en la ciudad más grande del estado con una de las concentraciones más altas en los Estados Unidos de trabajos relacionados con ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas (STEM), la Universidad Estatal de Wichita ofrece vías únicas, distintivas e innovadoras de aprendizaje aplicado, investigación aplicada y oportunidades profesionales. para todos nuestros estudiantes.

El Campus de Innovación, que es una extensión física del campus principal de la Universidad Estatal de Wichita, es uno de los parques de investigación/innovación más grandes y de más rápido crecimiento del país, abarca más de 120 acres y alberga varias empresas y organizaciones globales.

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La Facultad de Ingeniería de la Universidad Estatal de Wichita se estableció en 1928. Hoy en día, incluye siete departamentos, más de 2100 estudiantes de pregrado y más de 1500 estudiantes de posgrado. Forbes clasificó recientemente a la universidad entre las 20 mejores en investigación y desarrollo (I+D) y la Fundación Nacional de Ciencias (NSF) la ubicó en el puesto número 1 en gastos de I+D aeronáuticos financiados por la industria. Para obtener más información, visite www.wichita.edu/engineering.