Wie zorgt ervoor dat de wereld aan zijn energiebehoeften voldoet en tegelijkertijd de risico's voor de planeet minimaliseert? Uw eerste gok is misschien niet 's werelds grootste aardoliebedrijf. Maar tijdens een sabbatical onderzoeksproject met Saudi Aramco, WPI-professor Nancy Burnham - een erkende milieuactivist - leerde dat, in feite, het bedrijf gebruikt methoden zoals nanotechnologie om hulpbronnen te winnen met zo min mogelijk verstoring van het milieu.

"Voordat ik veel leerde over oliemaatschappijen, Ik zag ze als een typische milieuactivist, " zegt Burnham, die eerder heeft overlegd met Saudi Aramco. Saudi Aramco is het staatsoliebedrijf van het Koninkrijk Saudi-Arabië en een volledig geïntegreerd, wereldwijde petroleum- en chemieonderneming.

"Het is waar, oliemaatschappijen hebben veel rijkdom. Maar ze brengen ons ook een waardevolle hulpbron waarvan we afhankelijk zijn geworden, en de meeste hebben investeringen gedaan in hernieuwbare energie. Zij weten, voor de toekomst van het bedrijf, ze moeten gaan investeren in hernieuwbare energie, " ze zegt.

Tijdens haar sabbatical Burnham, universitair hoofddocent natuurkunde en biomedische technologie, werkte samen met het onderzoekscentrum voor nanotechnologie van het bedrijf in Boston. Het onderzoek richtte zich op het efficiënter maken van oliewinning.

"Het blijkt, als je een oliebron neerzet, de olie zit daar niet op je te wachten. Het komt niet allemaal uit de lucht vallen, zoals je op televisie ziet, " zegt ze. Ongeveer 10-25 procent van de beschikbare olie komt vanzelf naar boven. De volgende 20-25 procent is moeilijker te winnen, en de resterende 50-70 procent is nog moeilijker, afhankelijk van de geologie van de site, ze legt uit.

Oliemaatschappijen zouden de rest van de olie op zijn plaats kunnen laten en naar een ander veld kunnen gaan om de gemakkelijkere eerste 25-50 procent eruit te halen. Maar die optie is inefficiënt en kortzichtig, Burnham legt uit. Eerst, het vereist een grote hoeveelheid infrastructuur om de helft van de olie te verwijderen; het is inefficiënt en kostbaar om de inzet te verhogen en naar een andere locatie te verhuizen, beschikbare olie achter te laten. Ook, "Veel van de veiligheidsproblemen bij oliewinning houden verband met lekkages op grondniveau. Dus hoe minder oliebronnen we nodig hebben, hoe lager het risico [van een lekkage] moet zijn, ' voegt Burnham toe.

Bovendien, zelfs een zeer optimistische tijdlijn voor de VS om volledig hernieuwbaar te worden, is 30 jaar, en hernieuwbare energiebronnen zijn geen constante energiebron, wijst ze erop. Om huizen te verwarmen, elektrische auto's, en producten maken, oliemaatschappijen kunnen het zich niet veroorloven om olie achter te laten.

De oplossing is om de resterende olie met behulp van gereedschap en technologie uit de grond te halen.

"Olievelden zijn erg ingewikkeld, met vele lagen gesteente. Je kunt niet zomaar in een magisch ruimteschip springen en naar beneden vliegen om te zien waar het is. U hebt hulpmiddelen nodig om te helpen inschatten waar het is, ' zegt Burnham.

Eén techniek maakt gebruik van het hebben van meerdere putten in één veld. Door uit één put te halen, gaat de olie onder de grond een beetje stromen. Door gemanipuleerde nanodeeltjes in de ene put te schieten, je kunt de omliggende putten in de gaten houden en binnen enkele weken detecteren waar de deeltjes tevoorschijn komen. Dit vertelt de ingenieurs op welke manier de olie zich verspreidt, wat aangeeft waar toekomstige putten zouden moeten zijn om de rest van de olie eruit te halen, zegt Burnham.

Een andere uitdaging is dat oliedeeltjes de neiging hebben om aan elkaar en aan andere rotswanden te kleven, waardoor ze moeilijk te extraheren zijn. Die plakkerigheid, plus de olie-opmaak van de vloeistof, pekel, en water, maken het chemisch moeilijk voor de deeltjes om gemakkelijk van de ene put naar de andere te diffunderen. Burnham en haar Aramco-collega Shannon Eichmann hebben een paper gepubliceerd over hoe, door nanotechnologie, ingenieurs zouden de chemie kunnen aanpassen zodat de deeltjes niet aan de rotswanden blijven kleven en gemakkelijker naar de volgende put migreren.

Het werk van Burnham heeft geleid tot twee papers, een manuscript in behandeling, en drie uitgenodigde gesprekken. Ze zegt dat haar sabbatical haar een nieuwe waardering heeft gegeven voor stenen als nanostructuren en haar heeft geleerd hoe ze mensen kan helpen begrijpen dat oliemaatschappijen breder kunnen worden gezien als energiebedrijven.

"Ik heb echt veel geleerd. Het was verfrissend omdat het werk zo anders was en ik zag hoe dingen die ik weet kunnen worden toegepast op een heel ander vakgebied, " ze zegt.

De vertrekkende directeur duurzaamheid John Orr erkent dat naarmate groene energiebronnen en technologieën toenemen, het is belangrijk om de winning van fossiele brandstoffen zo milieuvriendelijk mogelijk te maken.

"Op de campus en wereldwijd, meningen lopen sterk uiteen over onze winning en gebruik van aardolieproducten, " zegt Orr. "Gelukkig, een groot en groeiend deel van de bevolking erkent het belang van zo snel mogelijk overstappen op schone en hernieuwbare energiebronnen. Ondertussen, we moeten werken aan het minimaliseren van de milieuschade van de productie en het gebruik van onze op koolstof gebaseerde energiebronnen.

"Het onderzoek van professor Burnham is een voorbeeld van het wetenschappelijke en technologische werk dat bij WPI plaatsvindt om de balans tussen de huidige maatschappelijke voordelen en de wereldwijde duurzaamheid op de lange termijn te verbeteren, " hij zegt.

De ervaring van Burnham gaf haar inzicht in de verschillen tussen de industrie en de academische wereld.

"Interactie met studenten, Ik kan nu zeggen dat ik enige ervaring in de industrie heb en studenten beter kan adviseren over hun loopbaan, "zegt ze. In feite, door haar samenwerking met Saudi Aramco, ze kon een WPI-afstudeerstudent aanbevelen voor een baan daar. De student werd vervolgens aangenomen, een resultaat van haar sabbatical dat ze erg de moeite waard vindt.