世界科学家正在承担温室气体的挑战

世界科学家正在承担温室气体的挑战

稻田中发现的微生物正在帮助将沼气转化为生物燃料。 图片: 山中玉木 通过Flickr的

世界各地实验室的聪明才智正在利用微生物,水和热空气生产不同类型的温室气体可再生能源。

瑞士科学家已经找到了一种方法 将有效的温室气体甲烷转化为燃料甲醇 - 借助水和简单的催化剂。

与此同时,美国的研究人员已经测试了一种将甲烷转化成生物燃料,专用化学品甚至牛的饲料的方法 来自稻田的一种微生物和来自西伯利亚湖的另一种微生物的帮助.

而在挪威,工程师正在测试一些看似简单的东西:他们想要 利用空气作为电池,可以存储多余的可再生能源.

所有三项研究都是例子 令人惊讶的独创性和发明水平 在世界实验室反复展示为化学家,工程师和微生物学家 专注于巨大的能源挑战.

温室气体排放

他们都在寻求 减少化石燃料燃烧排放温室气体的方法回收 他们更有效率,通过消除浪费,并通过 利用阳光,空气和水改善自然.


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任何这些技术总有一天可以对能源效率做出有力的贡献。尽管所有这些技术距离常规开采还有很长的路要走,但他们一再证明,研究人员 带来新的想法,至少和工业革命一样古老.

一种灵感来自甲烷,这种温室气体在大气中比二氧化碳更加短暂,而且对全球变暖的贡献也是多倍。

它被称为“天然气”,但从稻田到牛牧场的农业生产 大量的甲烷化石燃料来源也是如此。

“我们采取通常是一项费用的废物产品,并将其升级为可用于制造燃料,化肥,动物饲料,化学品和其他产品的微生物生物质”

研究人员 瑞士联邦技术研究所,被称为苏黎世联邦理工学院,在科学杂志上报道,他们已经设计了一个基于含铜的催化体系 沸石,意想不到的财产。

它可以转化为甲烷,化学式为CH4, 进入液体甲醇(CH3OH),通过利用水中的氧气,可以用97%效率来实现。

它仍然只是一个过程,迄今为止是一个“在规模上仅在经济上可行的”昂贵的过程,而不是工程师可以利用的东西,例如海洋或沙漠石油钻井平台,那里的石油工人仍然“燃烧”来自井的废气。

但从一个团队 太平洋西北国家实验室 (PNNL)在美国华盛顿州有一些可以更便携的东西:一个生物反应堆,可以将在油田和农场捕获的甲烷转化为深绿色,能量丰富的凝胶状物质,可以用于产品范围。

这个过程取决于两个微生物通常不在同一个地方,他们写在 生物资源技术杂志.

其中一种被称为甲基微生物菌(Methylomicrobium alcaliphilum)20Z,它在垃圾填埋场和稻田饲养甲烷。 另一种仅被称为聚球蓝细菌(Synechococcus 7002),它生活在西伯利亚的一个湖泊中,利用光和二氧化碳释放氧气。

华盛顿的科学家说,他们一起从事“高产的代谢耦合”,以产生新的东西。

化学和生物工程师汉斯•伯恩斯坦(Hans Bernstein)说:“我们采用一种通常是花费的废物,并将其升级为可用于制造燃料,化肥,动物饲料,化学品和其他产品的微生物生物质。 PNNL研究小组。

生物技术平台

“这两种生物互为补充,相互支持。 我们创建了一个适应性强的生物技术平台,其微生物基因上适合生物燃料和生物化学品的合成。“

在挪威,工程师来自 SINTEF能源企业 已经研究了权力游戏的另一种方法。 他们是一个合伙人 欧洲项目想方设法地下储存能源.

而且他们希望通过简单的热空气使电池回流。 这是来自风能和太阳能电站的多余能源所产生的空气加热和压缩,然后储存在地下的洞穴中。

热空气流通过充满碎石的入口洞穴,并加热岩石。 冷却的压缩空气被储存在第二个洞穴中,需要时,通过热岩石释放。

然后通过涡轮机发电以满足高峰需求,或者当太阳能电池不能输送时,或者在风力下降和涡轮机叶片静止时的任何时候。

但是,有一个问题。 挖掘这种电池的地下储存将是非常昂贵的。

但项目经理科学家Giovanni Perillo说:“我们把废弃的隧道和矿井视为潜在的存储地点,而挪威有很多。

“空气从商店释放时,空气所保留的压缩热量越多,通过燃气轮机所能完成的工作就越多。 而且我们认为,我们将能够比当前的存储技术节约更多的热量,从而提高净效率。“ - 气候新闻网

关于作者

Tim Radford,自由记者Tim Radford是一名自由记者。 他曾经工作过 守护者 对于32年,成为(除其他事项外)的信件编辑,美术编辑,文学编辑和科学编辑。 他赢得了 英国科学作家协会协会 年度科学作家奖四次。 他曾在英国的英国委员会任职 国际减少自然灾害十年。 他曾在数十个英国和国外城市讲过科学和媒体。

改变世界的科学:另一个1960s革命的不为人知的故事由此作者:

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蒂姆·雷德福.

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