Sebuah mikroba yang ditemukan di sawah membantu mengubah gas metana menjadi biofuel. Gambar: Yamanaka Tamaki melalui Flickr

Kecerdikan di laboratorium di seluruh dunia adalah memanfaatkan mikroba, air dan udara panas untuk menghasilkan berbagai jenis energi terbarukan dari gas rumah kaca.

Ilmuwan Swiss telah menemukan jalan untuk melakukannya putar metana gas rumah kaca yang ampuh ke dalam metanol bakar - dengan bantuan air dan katalis sederhana.

Sementara itu, periset AS telah menguji cara untuk mengubah metana menjadi biofuel, bahan kimia khusus atau bahkan pakan ternak bantuan dari satu mikroba dari sawah dan satu lagi dari danau Siberia.

Dan di Norwegia, para insinyur sedang menguji sesuatu yang tampaknya lebih sederhana: mereka menginginkannya memanfaatkan udara sebagai baterai yang bisa menyimpan kelebihan energi terbarukan.

Ketiga studi tersebut adalah contoh dari tingkat kecerdikan dan penemuan yang mencengangkan berulang kali ditunjukkan di laboratorium dunia sebagai ahli kimia, insinyur dan ahli mikrobiologi fokus pada tantangan energi yang besar.

Emisi gas rumah kaca

Mereka semua mencari cara mengurangi emisi gas rumah kaca dari pembakaran bahan bakar fosil, Dengan daur ulang mereka, dengan menjadi lebih efisien, dengan menghilangkan limbah, dan oleh memanfaatkan sinar matahari, udara dan air untuk memperbaiki alam.

Salah satu dari teknologi ini suatu saat dapat memberikan kontribusi yang kuat terhadap efisiensi energi, dan walaupun semuanya jauh dari eksploitasi rutin, mereka menunjukkan bahwa, berulang-ulang, para periset membawa ide baru ke masalah setidaknya setua Revolusi Industri.

Salah satu inspirasi berasal dari metana, gas rumah kaca yang lebih singkat di atmosfer daripada karbon dioksida, namun juga berkali-kali lebih efisien dalam kontribusinya terhadap pemanasan global.

Ini dikenal sebagai gas "alami", tapi bertani - dari persawahan sampai padang rumput ternak - menghasilkan sejumlah besar metana, dan begitu pula sumber bahan bakar fosil.

"Kami mengambil produk limbah yang biasanya merupakan biaya dan meng-upgradenya ke biomassa mikroba yang bisa digunakan untuk membuat bahan bakar, pupuk, pakan ternak, bahan kimia dan produk lainnya"

Periset dari Swiss Federal Institute of Technology, yang dikenal sebagai ETH Zurich, melaporkan dalam jurnal Science bahwa mereka telah merancang sebuah sistem katalitik yang didasarkan pada kandungan tembaga zeolit, dengan properti tak terduga.

Ini bisa mengubah metana, dengan rumus kimia CH_4, menjadi metanol cair, (CH₃OH,) dengan memanfaatkan oksigen dalam air, dan dapat melakukannya dengan efisiensi 97%.

Tetap saja? sebuah proses, dan sejauh ini merupakan proses yang mahal “hanya layak secara ekonomi dalam skala yang sangat besar”, kata mereka, dan bukan sesuatu yang dapat dimanfaatkan oleh para insinyur, misalnya, di anjungan pengeboran minyak di lautan atau gurun pasir, tempat para pekerja minyak masih “membakar” limbahnya. metana dari sumur.

Tapi sebuah tim dari Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) di negara bagian Washington, AS, memiliki sesuatu yang bisa lebih portabel: reaktor bio-bio yang bisa mengubah metana yang ditangkap di ladang minyak dan di kebun-kebun menjadi zat hijau, kaya energi, agar-agar yang dapat dimanfaatkan untuk berbagai produk.

Proses ini bergantung pada dua mikroba yang biasanya tidak ditemukan di tempat yang sama, mereka menulis Jurnal Teknologi Bioresource.

Salah satunya dikenal sebagai Methylomicrobium alcaliphilum 20Z dan mengumpan metana di tempat pembuangan akhir dan sawah. Yang lainnya hanya dikenal sebagai Synechococcus 7002 dan tinggal di danau Siberia, menggunakan cahaya dan karbon dioksida untuk melepaskan oksigen.

Bersama-sama, para ilmuwan Washington mengatakan, mereka terlibat dalam "kopling metabolik produktif" untuk menghasilkan sesuatu yang baru.

"Kami mengambil produk limbah yang biasanya merupakan biaya dan meng-upgradenya ke biomassa mikroba yang dapat digunakan untuk membuat bahan bakar, pupuk, pakan ternak, bahan kimia dan produk lainnya," kata Hans Bernstein, seorang insinyur kimia dan biologi yang merupakan anggota tim peneliti PNNL.

Platform bioteknologi

"Kedua organisme saling melengkapi satu sama lain, saling mendukung. Kami telah menciptakan platform bioteknologi yang mudah disesuaikan dengan mikroba yang dapat ditafsirkan secara genetis untuk sintesis biofuel dan biokimia. "

Di Norwegia, insinyur dari SINTEF perusahaan energi telah memeriksa pendekatan lain terhadap permainan kekuatan. Mereka adalah mitra dalam a Proyek Eropa mencari cara untuk menyimpan energi di bawah tanah.

Dan mereka ingin mengembalikan energi ke dalam sirkulasi dengan baterai hanya berdasarkan udara panas. Ini adalah udara yang dipanaskan dan dikompresi oleh energi surplus dari pembangkit angin dan matahari, dan kemudian disimpan di gua di bawah tanah.

Aliran udara panas melewati sebuah gua portal yang dipenuhi dengan batu yang hancur, dan memanaskan batu karang. Udara terkompresi dingin disimpan di gua kedua dan, bila diperlukan, udara dilepaskan melalui bebatuan panas.

Kemudian disalurkan melalui turbin untuk menghasilkan listrik untuk memenuhi permintaan puncak, atau permintaan saat sel tenaga surya tidak dapat memberikan, atau kapan pun angin turun dan bilah turbin jatuh.

Ada tangkapan, namun. Untuk menggali penyimpanan bawah tanah untuk baterai semacam itu akan sangat mahal harganya.

Tapi Giovanni Perillo, seorang ilmuwan riset yang merupakan manajer proyek, mengatakan: "Kami menganggap terowongan dan ranjau bekas sebagai tempat penyimpanan potensial, dan Norwegia memiliki banyak sekali.

"Semakin panas kompresi yang dimiliki udara saat dilepaskan dari toko, semakin banyak pekerjaan yang dapat dilakukan saat melewati turbin gas. Dan kita berpikir bahwa kita akan dapat menghemat lebih banyak panas dari teknologi penyimpanan saat ini, sehingga meningkatkan efisiensi bersih. "- Jaringan Berita Iklim