Mikrobi, joka löytyy riisipelloista, auttaa muuttamaan metaanikaasua biopolttoaineiksi. Kuva: Yamanaka Tamaki Flickrin kautta

Maailman laboratoriotoiminnassa hyödyllisyys mikrobien, veden ja kuuman ilman hyödyntämiseksi tuottaa erilaisia ​​kasvihuonekaasuista peräisin olevia uusiutuvia energialähteitä.

Sveitsiläiset tutkijat ovat löytäneet tavan käännä voimakas kasvihuonekaasumetaani polttoaineen metanoliksi - veden ja yksinkertaisen katalyytin avulla.

Samaan aikaan yhdysvaltalaiset tutkijat ovat testanneet tavan muuntaa metaanin biopolttoaineiksi, erikoistuneiksi kemikaaleiksi tai jopa karjan ruokinnaksi apua mikrobista riisipelloista ja toinen Siberian järvestä.

Norjassa insinöörit testaavat jotain näennäisesti yksinkertaisempaa: he haluavat hyödyntää ilmaa akuna, joka voisi tallentaa uusiutuvan energian ylijäämää.

Kaikki kolme tutkimusta ovat esimerkkejä hämmästyttävä taso kekseliäisyyttä ja keksintöä Maailman laboratorioissa on toistuvasti osoitettu kemistejä, insinöörejä ja mikrobiologeja keskitytään suuriin energiahaasteisiin.

Kasvihuonekaasupäästöt

He kaikki etsivät keinoja vähentää fossiilisista polttoaineista aiheutuvaa kasvihuonekaasupäästöjä, jonka kierrätys niitä tehokkaammin, poistamalla jätteet ja auringonvalon, ilman ja veden hyödyntäminen että parantaa luonnetta.

Mikä tahansa näistä teknologioista voisi jonain päivänä vaikuttaa voimakkaasti energiatehokkuuteen, ja vaikka ne kaikki ovat kaukana rutiininomaisesta hyväksikäytöstä, ne osoittavat, että tutkijat ovat yhä uudelleen ja uudelleen. uusien ideoiden tuominen ongelmaan, joka on vähintään yhtä vanha kuin teollinen vallankumous.

Yksi inspiraatiota tulee metaanista, joka on kasvihuonekaasu, joka on lyhyempi ilmakehässä kuin hiilidioksidi, mutta myös monta kertaa tehokkaampi ilmaston lämpenemiseen.

Sitä kutsutaan "luonnolliseksi" kaasuksi, mutta tuotetaan - riisipelloista karjan laitumiin - suuria määriä metaania, ja niin myös fossiilisten polttoaineiden lähteet.

”Otamme jätetuotteen, joka on tavallisesti kustannus, ja päivitämme sen mikrobiomassalle, jota voidaan käyttää polttoaineen, lannoitteen, rehun, kemikaalien ja muiden tuotteiden valmistukseen”

Tutkijat Swiss Federal Institute of Technology, joka tunnetaan nimellä ETH Zurich, raportoi Science-lehdessä, että he ovat laatineet katalyyttisen järjestelmän, joka perustuu kuparia sisältävään zeoliitit, jossa on odottamaton omaisuus.

Se voi muuttaa metaania kemiallisen kaavan CH avulla_4, nestemäiseen metanoliin (CH₃OH,) hyödyntämällä vedessä olevaa happea, ja se voi tehdä sen 97% -tehokkuudella.

Se jää vain siihen? prosessi, ja toistaiseksi kallis "vain taloudellisesti toteutettavissa erittäin suuressa mittakaavassa", he sanovat, eikä sellaista, jota insinöörit voisivat hyödyntää esimerkiksi meressä tai autiomaassa öljynporauslautalla, jossa öljymiehiä edelleen "soihduttaa" jätettä. kaivoista peräisin olevaa metaania.

Mutta joukkue Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) Washingtonin osavaltiossa, Yhdysvalloissa, on jotain, joka voisi olla kannettavampi: bioreaktori, joka voisi muuttaa öljykentillä ja maatiloilla otetun metaanin syvänvihreäksi, energiaa sisältäväksi, hyytelömäiseksi aineeksi, jota voitaisiin hyödyntää tuotevalikoima.

Tämä prosessi riippuu kahdesta mikrobista, joita ei tavallisesti löydy samasta paikasta Bioresource Technology -lehti.

Yksi tunnetaan nimellä Methylomicrobium alcaliphilum 20Z, ja se ruokkii metaania kaatopaikoilla ja riisipelloilla. Toinen tunnetaan vain nimellä Synechococcus 7002 ja se asuu Siperian järvessä, jossa käytetään valoa ja hiilidioksidia hapen vapauttamiseksi.

Yhdessä Washingtonin tutkijat sanovat, että he harjoittavat "tuottavaa aineenvaihduntaa" tuottamaan jotain uutta.

”Otamme jätetuotteen, joka on tavallisesti kustannus, ja päivitämme sen mikrobiomassalle, jota voidaan käyttää polttoaineen, lannoitteen, rehun, kemikaalien ja muiden tuotteiden valmistukseen,” sanoo Hans Bernstein, kemiallinen ja biologinen insinööri, joka on jäsenenä PNNL-tutkimusryhmä.

Biotekniikan alusta

”Kaksi organismia täydentävät toisiaan, tukevat toisiaan. Olemme luoneet mukautuvan bioteknologiaympäristön, jonka mikrobit ovat geneettisesti jäljitettävissä biopolttoaineiden ja biokemikaalien synteesissä. ”

Norjassa insinöörit SINTEF-energiayritys ovat tutkineet toisen lähestymistavan valtapeliin. He ovat kumppaneita a Eurooppalainen hanke, jolla löydetään tapoja tallentaa energiaa maan alle.

Ja he haluavat laittaa energian takaisin liikkeeseen akun avulla, joka perustuu yksinkertaisesti kuumaan ilmaan. Tämä lämmitetään ja pakataan tuulen ja aurinkokennojen ylijäämäenergian avulla ja varastoidaan sitten maan alla olevaan luolaan.

Kuuman ilman virta kulkee porrastetun luolan läpi, joka on täynnä murskattua kalliota, ja lämmittää kalliota. Jäähdytetty paineilma säilytetään toisessa luolassa ja tarvittaessa vapautetaan kuumien kivien läpi.

Sitten se johdetaan turbiinin läpi sähkön tuottamiseksi huippukysynnän täyttämiseksi, tai kysyntä, kun aurinkoenergian solut eivät pysty toimittamaan, tai milloin tahansa, kun tuuli putoaa ja turbiiniterät putoavat edelleen.

On kuitenkin saalis. Tällaisen akun maanalaisen varastoinnin kaivaminen olisi kalliisti kallista.

Mutta projektipäällikkönä toimiva tutkija Giovanni Perillo sanoo: ”Pidämme käyttämättömiä tunneleita ja miinojaksoja mahdollisina varastointipaikoina, ja Norjassa niitä on runsaasti.

”Mitä enemmän kompressointilämpöä on säilynyt, kun ilma vapautuu varastosta, sitä enemmän työtä se voi suorittaa kaasuturbiinin läpi kulkiessaan. Uskomme, että pystymme säilyttämään enemmän lämpöä kuin nykyinen varastointiteknologia, mikä lisää nettotehokkuutta. " Ilmasto-verkosto