Mikroba yang ditemui di sawah membantu menukarkan gas metana ke dalam biofuel. Gambar: Yamanaka Tamaki melalui Flickr

Kecerdikan di makmal di seluruh dunia adalah memanfaatkan mikrob, air dan udara panas untuk menghasilkan pelbagai jenis tenaga boleh diperbaharui dari gas rumah hijau.

Ahli sains Switzerland telah menemui jalan untuk menghidupkan metana gas rumah hijau yang kuat ke dalam metanol bahan api - dengan bantuan air dan pemangkin mudah.

Sementara itu, penyelidik Amerika Syarikat telah menguji cara untuk menukar metana menjadi biofuel, bahan kimia khusus atau makanan ternakan membantu dari satu mikroba dari sawah dan satu lagi dari tasik Siberia.

Dan di Norway, jurutera menguji sesuatu yang kelihatan lebih mudah: mereka mahu mengeksploitasi udara sebagai bateri yang boleh menyimpan lebih banyak tenaga boleh diperbaharui.

Ketiga-tiga kajian adalah contoh-contoh tahap kebijaksanaan dan ciptaan yang mengagumkan berulang kali ditunjukkan di makmal dunia sebagai ahli kimia, jurutera dan ahli mikrobiologi memberi tumpuan kepada cabaran tenaga yang hebat.

Pengeluaran gas rumah hijau

Mereka semua mencari cara untuk mengurangkan pelepasan gas rumah hijau dari pembakaran bahan api fosil, Dengan kitar semula mereka, dengan menjadi lebih cekap, dengan menghapuskan sisa, dan oleh memanfaatkan sinar matahari, udara dan air kepada memperbaiki alam semula jadi.

Mana-mana teknologi ini pada suatu hari dapat memberi sumbangan yang besar kepada kecekapan tenaga, Dan walaupun semuanya jauh dari eksploitasi rutin, mereka menunjukkan bahawa, berulang-ulang, penyelidik membawa idea baru kepada masalah sekurang-kurangnya setua Revolusi Perindustrian.

Salah satu inspirasi berasal dari metana, gas rumah hijau yang lebih pendek di atmosfer daripada karbon dioksida, tetapi juga banyak kali lebih efisien dalam sumbangannya kepada pemanasan global.

Ia dikenali sebagai gas "semulajadi", tetapi pertanian - dari sawah ke padang rumput ternak - menghasilkan kuantiti metana yang besar, dan juga sumber bahan api fosil.

"Kami mengambil produk sisa yang biasanya merupakan perbelanjaan dan menaik tarafnya kepada biomas mikrob yang boleh digunakan untuk membuat bahan bakar, baja, makanan haiwan, bahan kimia dan produk lain"

Penyelidik dari Institut Persekutuan Swiss Teknologi, yang dikenali sebagai ETH Zurich, melaporkan dalam jurnal Sains bahawa mereka telah mencipta sistem pemangkin berasaskan tembaga yang mengandungi zeolit, dengan harta yang tidak dijangka.

Ia boleh mengubah metana, dengan formula kimia CH_4, ke dalam metanol cecair, (CH₃OH,) dengan mengeksploitasi oksigen dalam air, dan boleh melakukannya dengan kecekapan 97%.

Ia kekal hanya itu? satu proses, dan setakat ini yang mahal "hanya boleh dilaksanakan secara ekonomi pada skala yang sangat besar", kata mereka, dan bukan sesuatu yang boleh digunakan oleh jurutera, contohnya, lautan atau pelantar penggerudian minyak padang pasir, di mana ahli minyak masih "menyalakan" sisa metana dari telaga.

Tetapi satu pasukan dari Makmal Kebangsaan Pacific Northwest (PNNL) di Washington, Amerika Syarikat, mempunyai sesuatu yang lebih mudah alih: reaktor bio yang boleh mengubah metana yang ditangkap di ladang minyak dan di ladang-ladang menjadi bahan hijau yang kaya dengan tenaga yang boleh dimanfaatkan untuk pelbagai produk.

Proses ini bergantung pada dua mikrob yang biasanya tidak dijumpai di tempat yang sama, mereka menulis dalam Jurnal Teknologi Bioresource.

Satu dikenali sebagai Methylomicrobium alcaliphilum 20Z dan ia memberi makan kepada metana di tapak pelupusan dan sawah padi. Yang lain hanya dikenali sebagai Synechococcus 7002 dan ia tinggal di tasik Siberia, menggunakan cahaya dan karbon dioksida untuk melepaskan oksigen.

Bersama-sama, saintis Washington mengatakan, mereka terlibat dalam "gandingan metabolik yang produktif" untuk menghasilkan sesuatu yang baru.

"Kami mengambil produk sisa yang biasanya merupakan perbelanjaan dan menaik tarafnya kepada biojisim mikroba yang boleh digunakan untuk membuat bahan bakar, baja, makanan haiwan, bahan kimia dan produk lain," kata Hans Bernstein, seorang jurutera kimia dan biologi yang merupakan ahli pasukan penyelidikan PNNL.

Platform bioteknologi

"Kedua-dua organisma ini saling melengkapi, saling menyokong. Kami telah mencipta platform bioteknologi yang boleh disesuaikan dengan mikrob yang secara genetik dapat dikendalikan untuk sintesis biofuel dan biokimia. "

Di Norway, para jurutera dari Malaysia Perusahaan tenaga SINTEF telah memeriksa pendekatan lain untuk permainan kuasa. Mereka adalah rakan kongsi dalam a Projek Eropah untuk mencari cara untuk menyimpan tenaga di bawah tanah.

Dan mereka mahu meletakkan tenaga semula jadi dengan bateri yang hanya berasaskan udara panas. Ini udara dipanaskan dan dimampatkan oleh tenaga surplus dari angin dan kilang suria, dan kemudian disimpan di dalam gua bawah tanah.

Aliran udara panas melewati gua portal yang dipenuhi dengan batu hancur, dan memanaskan batu. Udara termampat sejuk disimpan di gua yang kedua dan, apabila diperlukan, ia dilepaskan melalui batu panas.

Ia kemudian disalurkan melalui turbin untuk menjana elektrik untuk memenuhi permintaan puncak, atau permintaan apabila sel tenaga solar tidak dapat menyampaikan, atau pada bila-bila masa apabila angin jatuh dan bilah turbin jatuh masih.

Terdapat tangkapan, bagaimanapun. Untuk menggali storan bawah tanah untuk apa-apa bateri akan merosakkan mahal.

Tetapi Giovanni Perillo, seorang saintis penyelidik yang merupakan pengurus projek, berkata: "Kami menganggap terowong dan mineshafts sebagai tapak simpanan berpotensi, dan Norway mempunyai banyak.

"Semakin panas pemampatan udara yang dikekalkan ketika dilepaskan dari kedai, semakin banyak pekerjaan yang dapat dilakukan ketika melewati turbin gas. Dan kita fikir kita akan dapat memelihara lebih banyak haba daripada teknologi storan sedia ada, dengan itu meningkatkan kecekapan bersih. "- Rangkaian Berita Iklim