Brintceller driver allerede busser i byer som London. Billede: Slam G via Flickr
Fra at omdanne kuldioxid til et brændstof til at gøre det muligt for biler at køre på vand, frigør videnskabelige forskere over hele verden potentialet i nye energikilder.
Molekylærbiologi er blevet brugt af forskere i USA til at fremstille en katalysator, der kan opdele vand i brint og ilt. Det betyder, at et virkelig vedvarende bioteknologisk materiale kunne bruges til at hjælpe biler med at køre på vand.
I Kina har kemikere annonceret et nanofabrik - en katalysator, der er sammensat atomer ad gangen -, der kan begynde processen med at omdanne drivhusgassen kuldioxid til brændstof.
Og med det, der ser ud som perfekt timing, håber en ny teknologisk satsning i Schweiz at være det første kommercielle anlæg til høst kuldioxid fra luften.
De første to forslag er stadig i laboratoriefasen, og den tredje har endnu ikke beviset dens levedygtighed. Men laboratoriets fremskridt holder liv i håbet om det ultimative inden for energegenbrug.
I den første proces tilvejebringer vand energien til en kemisk reaktion, der driver et køretøj, og derefter ender igen som vand fra en bil's udstødningsrør. Og i det andet kunne en gas frigivet som emissioner fra fossilt brændstof blive omdannet til brændstof.
Platinkatalysator
Brændstofbrændselscellen begyndte for længe siden at levere energi til bemandet rumflugt og er allerede i brug i offentlig offentlig transport med en platinkatalysator, der smelter brændstofbrændstof og ilt fra luften for at frigive elektrisk energi og vand.
Men platin er sjælden og kostbar for min. Og selvom det mest almindelige element i universet er brint, er det vanskelige ting at håndtere i bulk.
Trevor Douglas, professor i kemi ved University of Indiana, USA og kolleger rapport i Nature Chemistry at de udnyttede en viruss kapacitet til selv at samle genetiske byggesten og inkorporere et meget følsomt enzym kaldet hydrogenase, der kan absorbere protoner og spytte brintgas ud. De har kaldt det P22-Hyd.
”Slutresultatet er en viruslignende partikel, der opfører sig det samme som et meget sofistikeret materiale, der katalyserer produktionen af brint,” forklarer professor Douglas.
”Materialet kan sammenlignes med platin, bortset fra at det virkelig kan fornyes. Du behøver ikke at mine det; du kan oprette det ved stuetemperatur i massiv skala ved hjælp af gæringsteknologi. Det er bionedbrydeligt. Det er en meget grøn proces at fremstille et avanceret bæredygtigt materiale. ”
”Vi har en grundlæggende tro på, at ting ikke kan gå, som de har foregået, med at mere og mere olie pumpes ud af jorden”
P22-Hyd fungerer i to retninger: det bryder de kemiske bindinger af vand for at frembringe brint, og det fungerer modsat for at rekombinere brint og ilt for at generere kraft. Så det kunne bruges både til at fremstille brint og til at brænde det.
Indtil videre har videnskabsmændene fundet, hvad der kunne opstå, og sådan forskning er bare en anden eksempel på opfindsomhed og fantasi at ingeniører og kemikere demonstrerer i en række forsøg på at finde nye måder at konfrontere den globale energikrise udfældet af klimaændringer, som i sig selv er en konsekvens af den fortabte forbrænding af fossile brændstoffer.
Klimaændringerne er drevet af den ubarmhjertige opbygning i atmosfæren af kuldioxid frigivet ved forbrænding af fossilt brændsel - og kemikere har allerede foreslået, at drivhusgas kunne genanvendes.
Forsøg på at opfange kulstof har ikke lovet indtil videre, og den teknologi, der kræves for at vende kuldioxid tilbage til noget, der brænder, er stadig i sin spædbarn.
Atomstruktur
Men Shan Gao og forskningskolleger ved Hefei National Laboratory for Physics at the Microscale, Kina, rapporter i Nature-tidsskriftet at de har fundet en måde at arrangere atomstrukturen i kobolt og koboltoxid til at omdanne metallet til noget, der mere effektivt kan "reducere" kuldioxid til råmaterialet til kemikalier af høj værdi - hvoraf den ene ville være flydende brændstof.
Vigtigere er, at det nye arrangement af kobolt og koboltoxid er kun i lag med fire tomme atomer, og det er denne udsøgt raffinerede struktur, der gør det muligt for reduktionsprocessen at begynde ved lave energier - hvilket igen kan gøre det til et praktisk værktøj til omdannelse af store mængder fanget kuldioxid til noget af værdi.
Lige lige nu forventer det, der er faktureret som verdens første kommercielle teknologi til filtrering af kuldioxid fra luften, kun at hente 900 ton drivhusgas om året - svarende til emissionerne fra udstødningerne fra 200-biler - og sælge det til drivhuse for at befrugte kommercielle afgrøder eller til markedet for læskedrikke for at tilvejebringe fizz i en sodavand.
Men den indfangede gas kan i sidste ende være tilgængelig som et råstof til brændstof, ifølge Dominique Kronenberg, administrerende direktør for Schweiz-baseret virksomhed Climeworks AG, der arbejder på kommerciel demonstration af atmosfærisk CO2 fange teknologi.
”Vi har en grundlæggende tro på, at ting ikke kan gå, som de har foregået, med at mere og mere olie pumpes ud af jorden,” siger han. ”Der vil være en ende før eller senere.” - Klima Nyheder Network
Om forfatteren
Tim Radford er freelance journalist. Han arbejdede for The Guardian i 32 år og blev (blandt andet) brevredaktør, kunstredaktør, litterær redaktør og videnskabsredaktør. Han vandt Association of British Science Writers pris til årets videnskabsforfatter fire gange. Han fungerede i Det Forenede Kongeriges udvalg for Internationalt årti til reduktion af naturkatastrofer. Han har holdt foredrag om videnskab og medier i snesevis af britiske og udenlandske byer.
Bog af denne forfatter:
Videnskab, der ændrede verden: Den ufortalte historie om den anden 1960s-revolution
af Tim Radford.
Klik her for mere info og / eller for at bestille denne bog på Amazon. (Kindle bog)
