En mikrobe som finnes i risfelt bidrar til å konvertere metangass til biodrivstoff. Bilde: Yamanaka Tamaki via Flickr

Ingenuitet i laboratorier verden over er å utnytte mikrober, vann og varm luft for å produsere ulike typer fornybar energi fra klimagasser.

Sveitsiske forskere har funnet en måte å Vri den kraftige drivhusgassmetanen i brennstoffmetanolen - med hjelp av vann og en enkel katalysator

I mellomtiden har amerikanske forskere testet en måte å konvertere metan til biodrivstoff, spesialiserte kjemikalier eller til og med storfe med hjelp fra en mikrobe fra rismarker og en annen fra en sibirisk innsjø.

Og i Norge tester ingeniører noe tilsynelatende enklere: de vil utnytte luft som et batteri som kan lagre overskudd fornybar energi.

Alle tre studiene er eksempler på forbløffende nivåer av oppfinnsomhet og oppfinnelse gjentatte ganger demonstrert i verdens laboratorier som kjemikere, ingeniører og mikrobiologer fokusere på den store energiutfordringen.

Klimagassutslipp

De søker alle måter å redusere klimagassutslipp fra fossilt brenselforbrenning, Ved gjenvinning dem, ved å være mer effektive, ved å eliminere avfall, og ved utnytte sollys, luft og vann til forbedre naturen.

Enhver av disse teknologiene kan en dag gi et kraftig bidrag til energieffektivitet, og selv om alle er langt fra rutinemessig utnyttelse, demonstrerer de at forskere igjen og igjen er bringe nye ideer til et problem minst like gammel som den industrielle revolusjonen.

En inspirasjon kommer fra metan, en drivhusgass som er kortsluttet i atmosfæren enn karbondioksid, men også mange ganger mer effektiv i sitt bidrag til global oppvarming.

Det er kjent som "naturlig" gass, men oppdrett - fra rismarker til storfemarker - produserer store mengder metan, og det samme gjør fossile brennstoffkilder.

"Vi tar et avfallsprodukt som normalt er en utgift og oppgraderer den til mikrobiell biomasse som kan brukes til å produsere drivstoff, gjødsel, dyrefoder, kjemikalier og andre produkter"

Forskere fra Swiss Federal Institute of Technology, kjent som ETH Zürich, rapporterer i Science journal at de har uttalt et katalytisk system basert på kobberholdige zeolitter, med en uventet eiendom.

Det kan slå metan, med kjemisk formel CH_4, i flytende metanol, (CH₃OH,) ved å utnytte oksygenet i vann, og det kan gjøre det med 97% effektivitet.

Forblir det bare det? en prosess, og så langt en kostbar en «bare økonomisk gjennomførbar i veldig stor skala», sier de, og ikke noe ingeniører kunne benytte seg av ved for eksempel et hav eller en ørken oljeborerigg, der oljemenn fortsatt «blusser» avfall metan fra brønnene.

Men et lag fra Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) i Washington-staten, USA, har noe som kan være mer bærbart: en bio-reaktor som kan slå metan fanget på oljefelt og på gårdsplasser til en dypgrønn, energiriktig, gelatinøs substans som kan utnyttes for en bredde av produkter.

Denne prosessen er avhengig av to mikrober som ikke normalt finnes på samme sted, skriver de inn Bioresource Technology journal.

Den ene er kjent som Methylomicrobium alcaliphilum 20Z, og den mater på metan på lossepladser og rismarker. Den andre er bare kjent som Synechococcus 7002, og den lever i en sibirisk innsjø, ved hjelp av lys og karbondioksid for å frigjøre oksygen.

Sammen sier Washington forskerne at de engasjert seg i "produktiv metabolsk kobling" for å produsere noe nytt.

"Vi tar et avfallsprodukt som normalt er en utgift og oppgraderer den til mikrobiell biomasse som kan brukes til å produsere drivstoff, gjødsel, dyrefoder, kjemikalier og andre produkter," sier Hans Bernstein, en kjemisk og biologisk ingeniør som er medlem av PNNL forskningsteamet.

Bioteknologi plattform

"De to organismer utfyller hverandre, støtter hverandre. Vi har skapt en tilpasningsdyktig bioteknologiplattform med mikrober som er genetisk trekkbare for syntesen av biodrivstoff og biokjemikalier. "

I Norge, ingeniører fra SINTEF energi bedrift har undersøkt en annen tilnærming til kraftspillet. De er partnere i en Europeisk prosjekt for å finne måter å lagre energi under jorden.

Og de ønsker å sette energien tilbake i omløp med et batteri basert bare på varm luft. Dette er luftoppvarmet og komprimert av overskuddsenergi fra vind- og solkraftverk, og deretter lagret i en underjordisk hul.

Strømmen av varmluft passerer gjennom en portalhule fylt med knust stein, og oppvarmer fjellet. Den kule trykkluften lagres i en andre hule og, når nødvendig, frigjøres den gjennom de varme bergarter.

Det røres deretter gjennom en turbine for å generere elektrisitet for å møte toppefterspørsel, eller etterspørsel når solceller ikke kan levere, eller når som helst når vinden faller og turbinblader faller stille.

Det er imidlertid en fangst. Å utgrave underjordisk lagring for et slikt batteri ville være ødeleggende dyrt.

Men Giovanni Perillo, forsker som er prosjektleder, sier: "Vi ser på ubrukte tunneler og mineshafts som potensielle lagringssteder, og Norge har de i god form.

"Jo mer komprimeringsvarmen luften har beholdt når den slippes ut fra butikken, desto mer arbeid kan den utføre når den passerer gjennom gasturbinen. Og vi tror at vi vil kunne spare mer av den varmen enn dagens lagringsteknologi kan, og dermed øke nettverkseffektiviteten. "- Climate News Network