Kidudu kinachopatikana kwenye mashamba ya mpunga kinasaidia kubadilisha gesi ya methane kuwa nishati ya mimea. Image: Yamanaka Tamaki kupitia Flickr

Ubunifu katika maabara ulimwenguni ni kutumia vijidudu, maji na hewa moto kutoa aina tofauti za nishati mbadala kutoka kwa gesi chafu.

Wanasayansi wa Uswisi wamegundua njia ya geuza methane ya gesi chafu yenye nguvu kuwa methanoli ya mafuta - kwa msaada kutoka kwa maji na kichocheo rahisi.

Wakati huo huo, watafiti wa Merika wamejaribu njia ya kubadilisha methane kuwa nishati ya mimea, kemikali maalum au hata kulisha ng'ombe msaada kutoka kwa microbe moja kutoka kwenye mashamba ya mpunga na mwingine kutoka ziwa la Siberia.

Na huko Norway, wahandisi wanajaribu kitu kinachoonekana rahisi: wanataka kutumia hewa kama betri ambayo inaweza kuhifadhi ziada ya nishati mbadala.

Masomo yote matatu ni mifano ya viwango vya kushangaza vya ujanja na uvumbuzi imeonyeshwa mara kwa mara katika maabara ya ulimwengu kama wanakemia, wahandisi na wanasaikolojia zingatia changamoto kubwa ya nishati.

Uzalishaji wa gesi ya chafu

Wote wanatafuta njia za kupunguza uzalishaji wa gesi chafu kutoka kwa mwako wa mafuta, Na kuchakata wao, kwa kuwa na ufanisi zaidi, kwa kuondoa taka, na kwa kutumia jua, hewa na maji kwa kuboresha asili.

Yoyote ya teknolojia hizi siku moja inaweza kutoa mchango mkubwa kwa ufanisi wa nishati, Na ingawa zote ni njia ndefu kutoka kwa unyonyaji wa kawaida, zinaonyesha kuwa, mara kwa mara, watafiti ni kuleta maoni mapya kwa shida angalau ya zamani kama Mapinduzi ya Viwanda.

Uvuvio mmoja unatokana na methane, gesi chafu ambayo hupunguzwa zaidi katika anga kuliko dioksidi kaboni, lakini pia mara nyingi kwa ufanisi zaidi katika mchango wake kwa ongezeko la joto duniani.

Inajulikana kama gesi "asili", lakini kilimo - kutoka mashamba ya mpunga hadi malisho ya ng'ombe - hutoa idadi kubwa ya methane, na vivyo hivyo vyanzo vya mafuta.

"Tunachukua bidhaa taka ambayo kawaida ni gharama na kuiboresha kuwa mimea ndogo ambayo inaweza kutumika kutengeneza mafuta, mbolea, chakula cha wanyama, kemikali na bidhaa zingine"

Watafiti kutoka Swiss Taasisi ya Teknolojia ya Shirikisho, inayojulikana kama ETH Zurich, ripoti katika jarida la Sayansi kwamba wamebuni mfumo wa kichocheo kulingana na zenye shaba zeoliti, na mali isiyotarajiwa.

Inaweza kugeuza methane, na fomula ya kemikali CH_4, ndani ya methanoli ya kioevu, (CH₃OH,) kwa kutumia oksijeni ndani ya maji, na inaweza kufanya hivyo kwa ufanisi wa 97%.

Inabakia hivyo tu? mchakato, na hadi sasa ule wa gharama kubwa "unawezekana tu kiuchumi kwa kiwango kikubwa sana", wanasema, na sio kitu ambacho wahandisi wangeweza kuchota, kwa mfano, bahari au shimo la kuchimba mafuta la jangwa, ambapo watengeneza mafuta bado "huwaka" taka. methane kutoka kwenye visima.

Lakini timu kutoka Maabara ya Maabara ya Kaskazini Kaskazini Magharibi (PNNL) katika jimbo la Washington, Amerika, wana kitu ambacho kinaweza kusafirishwa zaidi: bio-reactor inayoweza kugeuza methane iliyonaswa kwenye uwanja wa mafuta na kwenye shamba za shamba kuwa dutu yenye kijani kibichi, yenye nguvu, yenye gelatin ambayo inaweza kutumiwa kwa anuwai ya bidhaa.

Utaratibu huu unategemea vijidudu viwili ambavyo kawaida havipatikani mahali pamoja, vinaandika Jarida la Teknolojia ya Bioresource.

Moja inajulikana kama Methylomicrobium alcaliphilum 20Z na inakula methane kwenye tovuti za kujaza taka na mashamba ya mpunga. Nyingine inajulikana tu kama Synechococcus 7002 na inaishi katika ziwa la Siberia, ikitumia mwanga na dioksidi kaboni kutoa oksijeni.

Kwa pamoja, wanasayansi wa Washington wanasema, walishiriki "unganisho la metaboli yenye tija" ili kutengeneza kitu kipya.

"Tunachukua bidhaa taka ambayo kawaida ni gharama na kuiboresha kuwa mimea ndogo ambayo inaweza kutumika kutengeneza mafuta, mbolea, chakula cha wanyama, kemikali na bidhaa zingine," anasema Hans Bernstein, mhandisi wa kemikali na kibaolojia ambaye ni mwanachama wa Timu ya utafiti ya PNNL.

Jukwaa la teknolojia

“Viumbe hivyo viwili vinasaidiana, vinasaidiana. Tumeunda jukwaa la bioteknolojia inayoweza kubadilika na vijidudu ambavyo vinasambazwa kwa vinasaba kwa usanisi wa biofueli na biokemikali. "

Huko Norway, wahandisi kutoka Biashara ya nishati ya SINTEF wamechunguza njia nyingine ya mchezo wa nguvu. Wao ni washirika katika Mradi wa Uropa kutafuta njia za kuhifadhi nishati chini ya ardhi.

Nao wanataka kurudisha nguvu kwenye mzunguko na betri kulingana na hewa moto. Hii inapokanzwa hewa na kubanwa na nishati ya ziada kutoka kwa mmea wa upepo na jua, na kisha huhifadhiwa kwenye pango la chini ya ardhi.

Mtiririko wa hewa moto hupita kwenye pango la milango iliyojazwa na mwamba uliovunjika, na huwaka mwamba. Hewa baridi iliyoshinikwa huhifadhiwa katika pango la pili na, inapohitajika, hutolewa kupitia miamba ya moto.

Halafu hupigwa bomba kupitia turbine ili kuzalisha umeme ili kukidhi mahitaji ya kilele, au mahitaji wakati seli za umeme wa jua haziwezi kutoa, au wakati wowote upepo unaposhuka na vile vile vya turbine vikianguka bado.

Kuna samaki, hata hivyo. Kuchimba hifadhi ya chini ya ardhi kwa betri kama hiyo kungegharimu sana.

Lakini Giovanni Perillo, mwanasayansi wa utafiti ambaye ndiye msimamizi wa mradi, anasema: "Tunachukulia vichuguu vilivyotumiwa na upeanaji wa mineti kama maeneo yanayoweza kuhifadhiwa, na Norway ina yale mengi.

“Kadiri joto kali la kukandamiza ambalo hewa imebakiza linapotolewa kutoka duka, ndivyo kazi zaidi inavyoweza kufanya wakati inapita kwenye turbine ya gesi. Na tunafikiria kuwa tutaweza kuhifadhi joto hilo zaidi kuliko teknolojia ya sasa ya uhifadhi, na hivyo kuongeza ufanisi wa wavu. " - Mtandao wa Habari za Hali ya Hewa