Sel-sel hidrogen sudah menyalurkan bas di bandar-bandar seperti London. Imej: Enapcemar G melalui Flickr
Dari mengubah karbon dioksida menjadi bahan bakar untuk membolehkan kereta berjalan di atas air, penyelidik saintifik di seluruh dunia membuka kunci potensi sumber tenaga baru.
Biologi molekul telah digunakan oleh saintis di Amerika Syarikat untuk membuat pemangkin yang boleh membahagikan air ke hidrogen dan oksigen. Ini bermakna bahawa bahan bioteknologi yang benar-benar boleh diperbaharui boleh digunakan untuk membantu kereta berjalan di atas air.
Di China, ahli kimia telah mengumumkan nanofabric - pemangkin yang menyatukan atom pada satu masa - yang boleh memulakan proses mengubah karbon dioksida gas rumah hijau menjadi bahan bakar.
Dan dengan apa yang kelihatan seperti masa yang sempurna, usaha teknologi baru di Switzerland berharap untuk menjadi kilang komersil pertama menuai karbon dioksida dari udara.
Dua cadangan pertama masih dalam peringkat makmal, dan ketiga masih belum membuktikan daya majunya. Tetapi kemajuan makmal terus menerus mengharapkan harapan utama dalam kitar semula tenaga.
Dalam proses pertama, air memberikan tenaga untuk tindak balas kimia yang mendorong kenderaan, dan kemudian berakhir lagi sebagai air dari paip ekzos kereta. Dan pada yang kedua, gas dikeluarkan sebagai pelepasan bahan bakar fosil dapat menjadi bahan bakar.
Pemangkin platinum
Sel bahan bakar hidrogen yang lama lalu mula memberikan tenaga untuk penerbangan angkasa beranak, dan sudah digunakan dalam pengangkutan awam bandar, dengan pemangkin platinum yang menggabungkan bahan api hidrogen dan oksigen dari udara untuk melepaskan tenaga elektrik dan air.
Tetapi platinum jarang dan mahal untuk saya. Dan hidrogen, walaupun unsur paling biasa di alam semesta, adalah perkara rumit untuk dikendalikan secara pukal.
Trevor Douglas, profesor kimia di Universiti Indiana, AS dan rakan sekerja melaporkan dalam Alam Kimia bahawa mereka mengeksploitasi kapasiti virus untuk memasang sendiri blok bangunan genetik dan memasukkan enzim yang sangat sensitif yang disebut hydrogenase yang dapat menyerap proton dan meludahkan gas hidrogen. Mereka memanggilnya P22-Hyd.
"Hasil akhirnya adalah zarah seperti virus yang berperanan sama dengan bahan yang sangat canggih yang memangkinkan penghasilan hidrogen," kata Profesor Douglas.
"Bahan ini sebanding dengan platinum, kecuali ia benar-benar boleh diperbaharui. Anda tidak perlu lombong; anda boleh menciptanya pada suhu bilik pada skala besar menggunakan teknologi penapaian. Ia biodegradable. Ini proses yang sangat hijau untuk membuat bahan yang berkekalan tinggi. "
"Kami mempunyai kepercayaan asas bahawa perkara-perkara tidak dapat berjalan seperti yang mereka lakukan, dengan semakin banyak minyak yang dipam keluar dari tanah"
P22-Hid berfungsi dalam dua arah: ia memecahkan ikatan kimia air untuk membuat hidrogen, dan ia berfungsi sebaliknya untuk menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk menjana kuasa. Jadi ia boleh digunakan untuk membuat hidrogen dan membakarnya.
Setakat ini, saintis telah menubuhkan apa yang boleh muncul, dan kajian semacam itu hanya satu lagi contoh kebijaksanaan dan imaginasi bahawa jurutera dan ahli kimia menunjukkan dalam pelbagai percubaan untuk mencari cara baru untuk menghadapi krisis tenaga global dicetuskan oleh perubahan iklim, yang merupakan akibat daripada pembakaran zalim bahan api fosil.
Perubahan iklim didorong oleh pembentukan yang tidak sempurna di atmosfera karbon dioksida yang dilepaskan oleh pembakaran bahan api fosil - dan ahli kimia telah mencadangkan bahawa gas rumah hijau boleh dikitar semula.
Percubaan untuk menangkap karbon belum menjanjikan setakat ini, dan teknologi yang diperlukan untuk menjadikan karbon dioksida kembali menjadi sesuatu yang terbakar masih di peringkat awal.
Struktur atom
Tetapi Shan Gao dan rakan penyelidikan di Makmal Kebangsaan Hefei untuk Fizik di Microscale, China, melaporkan dalam jurnal Nature bahawa mereka telah menemui satu cara untuk mengatur struktur atom kobalt dan kobalt oksida untuk menjadikan logam itu menjadi sesuatu yang lebih cekap dapat mengurangkan karbon dioksida ke dalam bahan mentah untuk bahan kimia bernilai tinggi - salah satunya adalah bahan api cecair.
Yang penting, susunan baru kobalt dan kobalt oksida berada dalam lapisan hanya empat atom yang tebal, dan struktur ini halus yang halus yang membolehkan proses pengurangan bermula pada tenaga yang rendah - yang pada gilirannya dapat menjadikannya alat praktikal untuk penukaran besar kuantiti karbon dioksida yang ditangkap menjadi sesuatu yang bernilai.
Sekarang, apa yang dibebankan sebagai teknologi komersil pertama di dunia untuk menapis karbon dioksida dari udara mengharapkan hanya untuk mendapatkan semula ton 900 gas rumah hijau setahun - bersamaan dengan pelepasan dari ekzos kereta 200 - dan menjualnya ke rumah hijau untuk menyuburkan tanaman komersil, atau ke pasar minuman ringan untuk membekalkan soda dalam soda.
Tetapi gas yang ditangkap akhirnya boleh didapati sebagai bahan mentah untuk bahan bakar, menurut Dominique Kronenberg, ketua pegawai operasi perusahaan berasaskan Swiss Climeworks AG, yang sedang menjalankan demonstrasi komersil CO atmosfera2 menangkap teknologi.
"Kami mempunyai kepercayaan asas bahawa perkara-perkara tidak dapat berjalan dengan cara yang mereka lakukan, dengan semakin banyak minyak yang dipam keluar dari tanah," katanya. "Akan ada habisnya lambat laun." - Berita Iklim Network
Mengenai Penulis
Tim Radford adalah wartawan bebas. Dia bekerja untuk Guardian untuk 32 tahun, menjadi (antara lain) huruf editor, seni editor, editor sastera dan editor sains. Beliau memenangi Persatuan British Science Writers anugerah untuk penulis sains tahun ini empat kali. Beliau berkhidmat di jawatankuasa UK untuk Dekad Antarabangsa untuk Pengurangan Bencana Alam. Beliau telah memberi ceramah mengenai sains dan media di berpuluh-puluh bandaraya British dan asing.
Buku oleh Penulis ini:
Sains yang Berubah Dunia: Cerita yang tidak ternilai revolusi 1960 yang lain
oleh Tim Radford.
Klik di sini untuk maklumat lanjut dan / atau untuk memerintahkan buku ini di Amazon. (Buku Kindle)
