Một loại vi khuẩn được tìm thấy trên các cánh đồng lúa đang giúp chuyển đổi khí metan thành nhiên liệu sinh học. hình ảnh: Yamanaka Tamaki thông qua Flickr

Khéo léo trong các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới đang khai thác vi khuẩn, nước và không khí nóng để sản xuất các loại năng lượng tái tạo khác nhau từ khí nhà kính.

Các nhà khoa học Thụy Sĩ đã tìm ra cách để biến khí metan nhà kính mạnh thành metanol nhiên liệu - với sự giúp đỡ từ nước và một chất xúc tác đơn giản.

Trong khi đó, các nhà nghiên cứu Mỹ đã thử nghiệm một cách để chuyển đổi khí mêtan thành nhiên liệu sinh học, hóa chất chuyên dụng hoặc thậm chí là thức ăn gia súc với sự giúp đỡ từ một vi khuẩn từ ruộng lúa và một cái khác từ hồ Siberia.

Và ở Na Uy, các kỹ sư đang thử nghiệm một thứ có vẻ đơn giản hơn: họ muốn khai thác không khí như một loại pin có thể lưu trữ năng lượng tái tạo dư thừa.

Tất cả ba nghiên cứu là ví dụ về mức độ đáng kinh ngạc của sự khéo léo và phát minh nhiều lần chứng minh trong các phòng thí nghiệm của thế giới như các nhà hóa học, kỹ sư và nhà vi trùng học tập trung vào thử thách năng lượng lớn.

Khí thải nhà kính

Họ đều đang tìm kiếm cách để giảm khí thải nhà kính từ đốt nhiên liệu hóa thạch, Bởi tái chế chúng, bằng cách hiệu quả hơn, bằng cách loại bỏ chất thải và Khai thác ánh sáng mặt trời, không khí và nước đến cải thiện tự nhiên.

Bất kỳ công nghệ nào trong số này một ngày nào đó có thể đóng góp mạnh mẽ vào hiệu quả năng lượng, và mặc dù tất cả chúng đều là một chặng đường dài từ việc khai thác thông thường, chúng chứng minh rằng, nhiều lần, các nhà nghiên cứu đưa những ý tưởng mới vào một vấn đề ít nhất là cũ như Cách mạng Công nghiệp.

Một nguồn cảm hứng đến từ khí mê-tan, một loại khí nhà kính được rút ngắn trong khí quyển hơn so với carbon dioxide, nhưng cũng hiệu quả hơn nhiều lần trong việc đóng góp vào sự nóng lên toàn cầu.

Nó được gọi là khí đốt tự nhiên, nhưng nông nghiệp - từ ruộng lúa đến đồng cỏ - sản xuất lượng khí mêtan khổng lồvà các nguồn nhiên liệu hóa thạch cũng vậy.

Chúng tôi lấy một sản phẩm thải thường là một khoản chi phí và nâng cấp nó thành sinh khối vi sinh vật có thể được sử dụng để sản xuất nhiên liệu, phân bón, thức ăn chăn nuôi, hóa chất và các sản phẩm khác.

Các nhà nghiên cứu từ Viện Công nghệ Liên bang Thụy Sĩ, được gọi là ETH Zurich, báo cáo trên tạp chí Khoa học rằng họ đã nghĩ ra một hệ thống xúc tác dựa trên việc chứa đồng zeolit, với một tài sản bất ngờ.

Nó có thể biến metan, với công thức hóa học CH_4, thành metanol lỏng, (CH₃OH,) bằng cách khai thác oxy trong nước, và nó có thể làm như vậy với hiệu suất 97%.

Nó vẫn chỉ có thế thôi à? Họ nói, một quy trình và cho đến nay là một quy trình đắt tiền “chỉ khả thi về mặt kinh tế ở quy mô rất lớn”, và không phải thứ mà các kỹ sư có thể khai thác ở, chẳng hạn như một giàn khoan dầu ở đại dương hay sa mạc, nơi các thợ dầu vẫn “bùng nổ” chất thải. khí metan từ giếng.

Nhưng một đội từ Phòng thí nghiệm quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương (PNNL) ở tiểu bang Washington, Hoa Kỳ, có một thứ có thể dễ mang theo hơn: một lò phản ứng sinh học có thể biến khí mê-tan bị bắt giữ ở các mỏ dầu và tại các trang trại thành một chất gelatin có màu xanh đậm, giàu năng lượng, có thể được khai thác cho loạt các sản phẩm.

Quá trình này phụ thuộc vào hai vi khuẩn thường không được tìm thấy ở cùng một nơi, chúng viết vào Tạp chí công nghệ sinh học.

Một loại được gọi là Methylomicrobium alcaliphilum 20Z và nó ăn khí metan tại các bãi chôn lấp và ruộng lúa. Loại kia chỉ được biết đến là Synechococcus 7002 và nó sống trong một hồ Siberia, sử dụng ánh sáng và carbon dioxide để giải phóng oxy.

Cùng với nhau, các nhà khoa học Washington cho biết, họ đã tham gia vào quá trình trao đổi chất chuyển hóa sản xuất thành công để tạo ra một thứ gì đó mới.

Hans Bernstein, một kỹ sư hóa học và sinh học, là một thành viên của chất thải, thường là một chi phí và nâng cấp nó thành sinh khối vi sinh vật có thể được sử dụng để sản xuất nhiên liệu, phân bón, thức ăn chăn nuôi, hóa chất và các sản phẩm khác. nhóm nghiên cứu PNNL.

Nền tảng công nghệ sinh học

Hai sinh vật bổ sung cho nhau, hỗ trợ lẫn nhau. Chúng tôi đã tạo ra một nền tảng công nghệ sinh học thích ứng với các vi khuẩn có khả năng biến đổi gen để tổng hợp nhiên liệu sinh học và hóa sinh.

Ở Na Uy, các kỹ sư từ Doanh nghiệp năng lượng SINTEF đã xem xét một cách tiếp cận khác cho trò chơi quyền lực. Họ là đối tác trong một Dự án châu Âu để tìm cách lưu trữ năng lượng dưới lòng đất.

Và họ muốn đưa năng lượng trở lại lưu thông với pin chỉ đơn giản dựa trên không khí nóng. Đây là không khí được làm nóng và nén bởi năng lượng dư thừa từ gió và nhà máy năng lượng mặt trời, và sau đó được lưu trữ trong một hang động ngầm.

Luồng khí nóng đi qua một hang động cổng thông tin chứa đầy đá vụn và làm nóng tảng đá. Khí nén mát được lưu trữ trong một hang thứ hai và, khi cần, nó được giải phóng qua các tảng đá nóng.

Sau đó, nó được dẫn qua một tuabin để tạo ra điện để đáp ứng nhu cầu cao nhất, hoặc nhu cầu khi pin mặt trời không thể cung cấp, hoặc bất cứ lúc nào khi gió giảm và các cánh tuabin vẫn rơi.

Có một nhược điểm, tuy nhiên. Để khai quật lưu trữ dưới mặt đất cho một pin như vậy sẽ rất tốn kém.

Nhưng Giovanni Perillo, một nhà khoa học nghiên cứu, là người quản lý dự án, nói: Chúng tôi coi các đường hầm và hầm mỏ không sử dụng là nơi lưu trữ tiềm năng và Na Uy có rất nhiều.

Càng nhiều nhiệt lượng nén mà không khí bị giữ lại khi nó được giải phóng khỏi cửa hàng, nó càng có thể hoạt động nhiều hơn khi đi qua tua bin khí. Và chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi sẽ có thể tiết kiệm được lượng nhiệt đó nhiều hơn công nghệ lưu trữ hiện tại có thể, do đó làm tăng hiệu quả ròng. Mạng tin tức khí hậu