Hydrogenceller driver allerede busser i byer som London. Bilde: Slam G via Flickr
Fra å gjøre karbondioksid til et drivstoff til å gjøre det mulig for biler å kjøre på vann, låser vitenskapelige forskere over hele verden potensialet til nye energikilder.
Molekylærbiologi har blitt brukt av forskere i USA for å lage en katalysator som kan dele vann i hydrogen og oksygen. Det betyr at et virkelig fornybart bioteknologisk materiale kan brukes til å hjelpe biler til å kjøre på vann.
I Kina har kjemikere kunngjort et nanofabric - en katalysator satt sammen atomer om gangen - som kan starte prosessen med å gjøre klimagassen karbondioksid tilbake til drivstoff.
Og med det som virker som perfekt timing, håper en ny teknologisk satsning i Sveits å bli det første kommersielle anlegget til høste karbondioksid fra luften.
De to første proposisjonene er fremdeles i laboratoriefasen, og den tredje har ennå ikke bevist dens levedyktighet. Men laboratoriets fremskritt holder liv i håp om det ypperste innen energigjenvinning.
I den første prosessen gir vann energien til en kjemisk reaksjon som driver et kjøretøy, og deretter ender opp igjen som vann fra eksosrøret til en bil. Og i det andre kan en gass som frigjøres når utslipp fra fossilt brensel blir gjort om til drivstoff.
Platinkatalysator
Hydrogenbrenselcellen begynte for lengst å levere energi til bemannet romflukt, og er allerede i bruk i offentlig kollektivtransport, med en platinkatalysator som smelter sammen hydrogen og oksygen fra luften for å frigjøre elektrisk energi og vann.
Men platina er sjelden og kostbar for meg. Og hydrogen, selv om det vanligste elementet i universet, er vanskelige ting å håndtere i bulk.
Trevor Douglas, professor i kjemi ved University of Indiana, USA og kolleger rapport i Nature Chemistry at de utnyttet kapasiteten til et virus for å selvsamle genetiske byggesteiner og innlemme et veldig følsomt enzym kalt hydrogenase som kan absorbere protoner og spytte ut hydrogengass. De har kalt det P22-Hyd.
"Sluttresultatet er en viruslignende partikkel som oppfører seg på samme måte som et svært sofistikert materiale som katalyserer produksjonen av hydrogen," forklarer professor Douglas.
“Materialet er sammenlignbart med platina, bortsett fra at det virkelig er fornybart. Du trenger ikke å gruve det; du kan lage den i romtemperatur i massiv skala ved hjelp av gjæringsteknologi. Det er biologisk nedbrytbart. Det er en veldig grønn prosess å lage et high-end bærekraftig materiale. ”
"Vi har en grunnleggende tro på at ting ikke kan skje slik de har foregått, og mer og mer olje blir pumpet ut av bakken."
P22-Hyd fungerer i to retninger: det bryter de kjemiske bindingene til vann for å lage hydrogen, og det fungerer motsatt for å rekombinere hydrogen og oksygen for å generere kraft. Så det kan brukes både til å lage hydrogen og for å brenne det.
Så langt har forskerne etablert hva som kan dukke opp, og slik forskning er bare en annen eksempel på oppfinnsomhet og fantasi som ingeniører og kjemikere demonstrerer i en rekke forsøk på å finne nye måter å konfrontere den globale energikrisen utfelt av klimaendringer, som i seg selv er en konsekvens av den fortapte forbrenningen av fossile brensler.
Klimaendringene er drevet av den ubarmhaftige oppbyggingen i atmosfæren av karbondioksid frigjort ved forbrenning av fossilt brensel - og kjemikere har allerede foreslått at klimagass kan resirkuleres.
Forsøk på å fange opp karbon har ikke vært lovende så langt, og teknologien som kreves for å gjøre karbondioksid tilbake til noe som brenner, er fremdeles i sin spede begynnelse.
Atomstruktur
Men Shan Gao og forskningskolleger ved Hefei National Laboratory for Physics at the Microscale, Kina, Rapport i Nature journal at de har funnet en måte å ordne atomstrukturen til kobolt og koboltoksyd på for å gjøre metallet til noe som mer effektivt kan "redusere" karbondioksid til råstoffet for kjemikalier med høy verdi - hvorav et vil være flytende drivstoff.
Viktigere er at den nye ordningen med kobolt og koboltoksid er i lag bare fire atomer tykk, og det er denne utsøkt raffinerte strukturen som gjør at reduksjonsprosessen kan starte ved lave energier - som igjen kan gjøre det til et praktisk verktøy for konvertering av store mengder fanget karbondioksid til noe av verdi.
Akkurat nå regner det som regnes som verdens første kommersielle teknologi for å filtrere karbondioksid fra luften bare å hente 900 tonn klimagass i året - tilsvarende utslippene fra eksosene fra 200-biler - og selge det til drivhus for å gjødsle kommersielle avlinger, eller til brusmarkedet for å skaffe deg en brus.
Men den innfangede gassen kan til slutt være tilgjengelig som råstoff for drivstoff, ifølge Dominique Kronenberg, sjef for driften av sveitsiske selskaper Climeworks AG, som jobber med kommersiell demonstrasjon av atmosfærisk CO2 fange teknologi.
"Vi har en grunnleggende tro på at ting ikke kan skje slik de har foregått, og mer og mer olje blir pumpet ut av bakken," sier han. "Det vil være slutt før eller senere." - Klima Nyheter Network
om forfatteren
Tim Radford er frilansjournalist. Han jobbet for The Guardian for 32 år, blir (blant annet) brevredaktør, kunstredaktør, litterær redaktør og vitenskapsredaktør. Han vant Forening av britiske vitenskapsforfattere Prisen for årets vitenskapsforfatter fire ganger. Han tjente på den britiske komiteen for Internasjonalt tiår for naturkatastroferreduksjon. Han har forelagt om vitenskap og media i dusinvis av britiske og utenlandske byer.
Bok av denne forfatteren:
Vitenskap som forandret verden: Den utrolige historien om den andre 1960s revolusjonen
av Tim Radford.
Klikk her for mer info og / eller å bestille denne boken på Amazon. (Tenne bok)
