Le celle di idrogeno stanno già alimentando autobus in città come Londra. Immagine: Sludge G via Flickr
Dalla trasformazione del biossido di carbonio in combustibile per consentire alle macchine di funzionare sull'acqua, i ricercatori scientifici di tutto il mondo stanno liberando il potenziale di nuove fonti di energia.
La biologia molecolare è stato utilizzato dagli scienziati negli Stati Uniti per fare un catalizzatore che possa dividere l'acqua in idrogeno e ossigeno. Ciò significa che un materiale biotecnologico veramente rinnovabile potrebbe essere usato per aiutare vetture correre sull'acqua.
In Cina, i chimici hanno annunciato un nanofabric - un catalizzatore messo insieme gli atomi in un momento - che potrebbe iniziare il processo di trasformare l'anidride carbonica dei gas serra di nuovo in carburante.
E con quello che sembra il tempismo perfetto, una nuova impresa tecnologica in Svizzera spera di essere il primo impianto commerciale a l'anidride carbonica dall'aria raccolta.
Le prime due proposizioni sono ancora in fase di laboratorio e la terza deve ancora dimostrare la sua fattibilità. Ma i progressi del laboratorio mantengono vive le speranze del massimo nel riciclaggio di energia.
Nel primo processo, l'acqua fornisce l'energia per una reazione chimica che spinge un veicolo, e quindi finisce di nuovo come acqua dal tubo di scarico di un'automobile. E nel secondo, un gas rilasciato come emissioni da combustibili fossili potrebbe essere trasformato in combustibile.
Catalizzatore di platino
La cella a combustibile idrogeno tempo fa ha cominciato a fornire energia per volo spaziale con equipaggio, ed è già in uso nel trasporto pubblico urbano, con un catalizzatore di platino fondendo idrogeno e ossigeno dall'aria per liberare energia elettrica e di acqua.
Ma il platino è raro e costoso per il mio. E l'idrogeno, sebbene l'elemento più comune nell'universo, è ingombrante da gestire alla rinfusa.
Trevor Douglas, professore di chimica al Università di Indiana, Stati Uniti e colleghi rapporto in Chimica naturale che hanno sfruttato la capacità di un virus di autoassemblare blocchi elementari genetici e incorporare un enzima molto sensibile chiamato idrogenasi in grado di assorbire i protoni e di sputare gas idrogeno. L'hanno soprannominato P22-Hyd.
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"Il risultato finale è una particella simile a un virus che si comporta come un materiale altamente sofisticato che catalizza la produzione di idrogeno", spiega il professor Douglas.
"Il materiale è paragonabile al platino, tranne che è veramente rinnovabile. Non hai bisogno di estrarlo; puoi crearlo a temperatura ambiente su larga scala usando la tecnologia di fermentazione. È biodegradabile. È un processo molto ecologico per realizzare un materiale sostenibile di alta gamma. "
"Abbiamo una convinzione fondamentale che le cose non possono andare sulla strada che sono stati in corso, con sempre più l'olio pompato dalla terra"
P22-Hyd funziona in due direzioni: rompe i legami chimici dell'acqua per produrre idrogeno e funziona al contrario per ricombinare idrogeno e ossigeno per generare energia. Quindi potrebbe essere usato sia per produrre idrogeno che per bruciarlo.
Finora, gli scienziati hanno stabilito cosa potrebbe emergere, e tale ricerca è solo un'altra esempio dell'ingegno e dell'immaginazione che ingegneri e chimici stanno dimostrando in una miriade di tentativi di trovare nuovi modi per affrontare la crisi energetica globale precipitato dai cambiamenti climatici, che è essa stessa una conseguenza della combustione prodiga di combustibili fossili.
I cambiamenti climatici sono guidati dall'accumulo spietato nell'atmosfera del biossido di carbonio rilasciato dalla combustione di combustibili fossili - e i chimici hanno già proposto che il gas a effetto serra potrebbe essere riciclato.
Tentativi di catturare carbonio non sono stati promettenti fino ad ora e la tecnologia necessaria per riportare l'anidride carbonica in qualcosa che brucia è ancora agli inizi.
Struttura atomica
Ma Shan Gao e colleghi di ricerca al Hefei National Laboratory for Physics presso la Microscala, Cina, relazione su Nature journal che hanno trovato un modo per organizzare la struttura atomica di cobalto e ossido di cobalto per trasformare il metallo in qualcosa che può "ridurre" in modo più efficiente l'anidride carbonica nella materia prima per sostanze chimiche di alto valore - una delle quali sarebbe combustibile liquido.
È importante sottolineare che la nuova disposizione di cobalto e ossido di cobalto è a strati solo quattro atomi di spessore, ed è questa struttura squisitamente raffinata che consente il processo di riduzione per iniziare a basse energie - che a sua volta potrebbe renderlo uno strumento pratico per la conversione di grandi quantità di anidride carbonica catturata in qualcosa di valore.
In questo momento, ciò che viene pubblicizzato come la prima tecnologia commerciale al mondo per filtrare l'anidride carbonica dall'aria si aspetta solo di recuperare 900 tonnellate di gas serra all'anno - equivalente alle emissioni degli scarichi delle auto 200 - e venderlo alle serre per fertilizzare colture commerciali, o al mercato delle bevande analcoliche per fornire l'effervescenza in una bibita.
Ma il gas catturato potrebbe essere alla fine disponibile come materia prima per il carburante, secondo Dominique Kronenberg, direttore operativo dell'impresa svizzera Climeworks AG, che sta lavorando alla dimostrazione commerciale della CO atmosferica2 tecnologia di acquisizione.
"Crediamo profondamente che le cose non possano andare avanti nel modo in cui stanno andando avanti, con sempre più petrolio fuoriuscito dal terreno", dice. "Ci sarà una fine prima o poi." - Clima Notizie Network
L'autore
Tim Radford è un giornalista freelance. Ha lavorato per Il guardiano per 32 anni, diventando (tra le altre cose) lettere editore, editor di arti, redattore letterario e redattore scientifico. Ha vinto il Associazione degli scrittori britannici di scienza premio per scrittore scientifico dell'anno quattro volte. Ha servito nel comitato del Regno Unito per il Decennio internazionale per la riduzione delle calamità naturali. Ha tenuto conferenze sulla scienza e sui media in dozzine di città britanniche e straniere.
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