Ένα μικρόβιο που βρίσκεται στους ορυζώνες βοηθά στη μετατροπή του αερίου μεθανίου σε βιοκαύσιμα. Εικόνα: Γιαμανάκα Ταμάκι μέσω του Flickr

Η ευφυΐα στα εργαστήρια παγκοσμίως αξιοποιεί τα μικρόβια, το νερό και τον ζεστό αέρα για την παραγωγή διαφορετικών τύπων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας από αέρια θερμοκηπίου.

Ελβετοί επιστήμονες βρήκαν τον τρόπο μετατρέψτε το ισχυρό αέριο θερμοκηπίου μεθάνιο σε μεθανόλη καυσίμου - με τη βοήθεια νερού και απλού καταλύτη.

Εν τω μεταξύ, Αμερικανοί ερευνητές έχουν δοκιμάσει έναν τρόπο μετατροπής του μεθανίου σε βιοκαύσιμα, εξειδικευμένες χημικές ουσίες ή ακόμη και ζωοτροφές βοοειδών βοήθεια από ένα μικρόβιο από ορυζώνες και άλλο από μια λίμνη της Σιβηρίας.

Και στη Νορβηγία, οι μηχανικοί δοκιμάζουν κάτι φαινομενικά πιο απλό: το θέλουν εκμεταλλευτείτε τον αέρα ως μπαταρία που θα μπορούσε να αποθηκεύσει πλεόνασμα ανανεώσιμων πηγών ενέργειας.

Και οι τρεις μελέτες είναι παραδείγματα του εκπληκτικά επίπεδα εφευρετικότητας και εφεύρεσης επανειλημμένα αποδείχθηκε στα εργαστήρια του κόσμου ως χημικοί, μηχανικοί και μικροβιολόγοι εστίαση στη μεγάλη ενεργειακή πρόκληση.

Εκπομπές αερίων του θερμοκηπίου

Όλοι αναζητούν τρόπους μείωσης των εκπομπών αερίων θερμοκηπίου από καύση ορυκτών καυσίμων, με ανακύκλωση με την αποτελεσματικότητά τους, την εξάλειψη των απορριμμάτων και αξιοποιώντας το φως του ήλιου, τον αέρα και το νερό προς την βελτιώσουν τη φύση.

Οποιαδήποτε από αυτές τις τεχνολογίες θα μπορούσε κάποτε να συμβάλει ισχυρά στην ενεργειακή απόδοση, και παρόλο που όλες απέχουν πολύ από τη συνήθη εκμετάλλευση, αποδεικνύουν ότι, ξανά και ξανά, οι ερευνητές φέρνοντας νέες ιδέες σε ένα πρόβλημα τουλάχιστον τόσο παλιό όσο η Βιομηχανική Επανάσταση.

Μια έμπνευση προέρχεται από το μεθάνιο, ένα αέριο θερμοκηπίου που είναι πιο βραχύβιο στην ατμόσφαιρα από το διοξείδιο του άνθρακα, αλλά και πολλές φορές πιο αποτελεσματικό στη συμβολή του στην υπερθέρμανση του πλανήτη.

Είναι γνωστό ως «φυσικό» αέριο, αλλά η γεωργία –από ορυζώνες έως βοσκοτόπια– παράγει τεράστιες ποσότητες μεθανίου, και το ίδιο και οι πηγές ορυκτών καυσίμων.

«Παίρνουμε ένα απόβλητο που συνήθως είναι δαπάνη και το αναβαθμίζουμε σε μικροβιακή βιομάζα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή καυσίμων, λιπασμάτων, ζωοτροφών, χημικών και άλλων προϊόντων»

Ερευνητές από το Ελβετικό Ομοσπονδιακό Ινστιτούτο Τεχνολογίας, γνωστή ως ETH Zurich, αναφέρουν στο περιοδικό Science ότι έχουν επινοήσει ένα καταλυτικό σύστημα βασισμένο σε χαλκό ζεόλιθοι, με μια απροσδόκητη ιδιότητα.

Μπορεί να μετατρέψει μεθάνιο, με τον χημικό τύπο CH_4, σε υγρή μεθανόλη, (CH₃OH,) με την εκμετάλλευση του οξυγόνου στο νερό, και μπορεί να το κάνει με απόδοση 97%.

Μένει μόνο αυτό; μια διαδικασία, και μέχρι στιγμής ακριβή, «μόνο οικονομικά εφικτή σε πολύ μεγάλη κλίμακα», λένε, και όχι κάτι που οι μηχανικοί θα μπορούσαν να αξιοποιήσουν, για παράδειγμα, σε έναν ωκεανό ή σε μια εξέδρα άντλησης πετρελαίου στην έρημο, όπου οι πετρελαιολάτρες εξακολουθούν να «φουντώνουν» τα απόβλητα μεθάνιο από τα πηγάδια.

Αλλά μια ομάδα από το Εθνικό Εργαστήριο Βορειοδυτικού Ειρηνικού (PNNL) στην πολιτεία της Ουάσινγκτον, ΗΠΑ, υπάρχει κάτι που θα μπορούσε να είναι πιο φορητό: ένας βιοαντιδραστήρας που θα μπορούσε να μετατρέψει το μεθάνιο που συλλαμβάνεται στα κοιτάσματα πετρελαίου και στα αγροκτήματα σε μια βαθιά πράσινη, πλούσια σε ενέργεια, ζελατινώδη ουσία που θα μπορούσε να αξιοποιηθεί για γκάμα προϊόντων.

Αυτή η διαδικασία εξαρτάται από δύο μικρόβια που κανονικά δεν βρίσκονται στο ίδιο μέρος, γράφουν Εφημερίδα Τεχνολογίας Bioresource.

Το ένα είναι γνωστό ως Methylomicrobium alcaliphilum 20Z και τρέφεται με μεθάνιο σε χώρους υγειονομικής ταφής και ορυζώνες. Το άλλο είναι γνωστό μόνο ως Synechococcus 7002 και ζει σε μια λίμνη της Σιβηρίας, χρησιμοποιώντας φως και διοξείδιο του άνθρακα για την απελευθέρωση οξυγόνου.

Μαζί, λένε οι επιστήμονες της Ουάσιγκτον, ασχολήθηκαν με «παραγωγική μεταβολική σύζευξη» για να παράγουν κάτι νέο.

«Παίρνουμε ένα απόβλητο που συνήθως είναι δαπάνη και το αναβαθμίζουμε σε μικροβιακή βιομάζα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την παραγωγή καυσίμων, λιπασμάτων, ζωοτροφών, χημικών και άλλων προϊόντων», λέει ο Χανς Μπερνστάιν, χημικός και βιολογικός μηχανικός, μέλος του την ερευνητική ομάδα του PNNL.

Βιοτεχνολογική πλατφόρμα

«Οι δύο οργανισμοί αλληλοσυμπληρώνονται, αλληλοστηρίζονται. Δημιουργήσαμε μια προσαρμόσιμη πλατφόρμα βιοτεχνολογίας με μικρόβια που είναι γενετικά ελκυστικά για τη σύνθεση βιοκαυσίμων και βιοχημικών ».

Στη Νορβηγία, μηχανικοί από το Ενεργειακή επιχείρηση SINTEF έχουν εξετάσει μια άλλη προσέγγιση στο παιχνίδι εξουσίας. Είναι συνεργάτες σε α Ευρωπαϊκό έργο για την εξεύρεση τρόπων αποθήκευσης ενέργειας υπόγεια.

Και θέλουν να επαναφέρουν την ενέργεια σε κυκλοφορία με μια μπαταρία βασισμένη απλά στον ζεστό αέρα. Ο αέρας θερμαίνεται και συμπιέζεται από πλεόνασμα ενέργειας από αιολική και ηλιακή μονάδα και στη συνέχεια αποθηκεύεται σε υπόγεια σπηλιά.

Η ροή του θερμού αέρα περνά μέσα από μια πύλη σπηλιά γεμάτη με θρυμματισμένο βράχο και θερμαίνει τον βράχο. Ο ψυχρός συμπιεσμένος αέρας αποθηκεύεται σε ένα δεύτερο σπήλαιο και, όταν χρειάζεται, απελευθερώνεται μέσω των θερμών βράχων.

Στη συνέχεια, μεταφέρεται μέσω τουρμπίνας για να παράγει ηλεκτρική ενέργεια για να καλύψει τη μέγιστη ζήτηση, ή τη ζήτηση όταν τα ηλιακά κύτταρα δεν μπορούν να ανταποκριθούν, ή οποιαδήποτε στιγμή όταν ο άνεμος πέσει και τα πτερύγια του στροβίλου πέσουν ακίνητα.

Υπάρχει όμως ένα αλίευμα. Η εξόρυξη υπόγειας αποθήκευσης για μια τέτοια μπαταρία θα ήταν καταστροφικά δαπανηρή.

Αλλά ο Giovanni Perillo, ένας ερευνητής επιστήμονας που είναι ο διαχειριστής του έργου, λέει: «Θεωρούμε ότι οι σήραγγες και οι ναρκοπεδικοί αχρησιμοποίητοι είναι πιθανές τοποθεσίες αποθήκευσης και η Νορβηγία τις έχει σε αφθονία.

«Όσο περισσότερο από τη θερμότητα συμπίεσης που έχει διατηρήσει ο αέρας όταν απελευθερώνεται από το κατάστημα, τόσο περισσότερη δουλειά μπορεί να εκτελέσει καθώς περνά μέσα από τον αεριοστροβίλο. Και πιστεύουμε ότι θα είμαστε σε θέση να εξοικονομήσουμε περισσότερη από αυτή τη θερμότητα από ό, τι μπορεί να κάνει η τρέχουσα τεχνολογία αποθήκευσης, αυξάνοντας έτσι την καθαρή απόδοση ». - Δίκτυο ειδήσεων για το κλίμα