Cientistas do mundo estão enfrentando o desafio do gás de efeito estufa

Cientistas do mundo estão enfrentando o desafio do gás de efeito estufa

Um micróbio encontrado em campos de arroz está ajudando a converter o gás metano em biocombustíveis. Imagem: Yamanaka Tamaki via Flickr

A engenhosidade nos laboratórios em todo o mundo está aproveitando micróbios, água e ar quente para produzir diferentes tipos de energia renovável a partir de gases de efeito estufa.

Cientistas suíços descobriram uma maneira de transformar o potente gás metano do efeito estufa no metanol combustível - com ajuda da água e um catalisador simples.

Enquanto isso, pesquisadores norte-americanos testaram uma maneira de converter metano em biocombustíveis, produtos químicos especializados ou mesmo ajuda de um micróbio de campos de arroz e outro de um lago siberiano.

E na Noruega, os engenheiros estão testando algo aparentemente mais simples: eles querem explorar ar como uma bateria que pode armazenar energia renovável excedente.

Todos os três estudos são exemplos da níveis surpreendentes de engenho e invenção repetidamente demonstrado em laboratórios do mundo como químicos, engenheiros e microbiologistas focar no grande desafio energético.

Emissão de gases de efeito estufa

Eles estão todos buscando formas de reduzir as emissões de gases com efeito de estufa da combustão de combustíveis fósseis, de reciclagem eles, sendo mais eficientes, eliminando o desperdício e aproveitamento da luz solar, ar e água para melhorar a natureza.


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Qualquer uma dessas tecnologias poderia um dia dar uma contribuição poderosa para a eficiência energética, e embora todas elas estejam muito distantes da exploração de rotina, elas demonstram que, repetidamente, os pesquisadores são trazendo novas idéias para um problema pelo menos tão antigo quanto a Revolução Industrial.

Uma inspiração vem do metano, um gás com efeito de estufa que é mais curto na atmosfera do que o dióxido de carbono, mas também muitas vezes mais eficiente na sua contribuição para o aquecimento global.

É conhecido como gás “natural”, mas a agricultura - de campos de arroz a pastos de gado - produz grandes quantidades de metanoe também as fontes de combustíveis fósseis.

“Usamos um produto residual que normalmente é uma despesa e o atualizamos para a biomassa microbiana que pode ser usada para produzir combustível, fertilizante, ração animal, produtos químicos e outros produtos”

Pesquisadores do Instituto Federal Suíço de Tecnologia, conhecido como ETH Zurich, relatam na Science que criaram um sistema catalítico baseado em cobre zeólitas, com uma propriedade inesperada.

Pode transformar metano, com a fórmula química CH4, em metanol líquido, (CH3OH,) explorando o oxigênio na água, e pode fazê-lo com eficiência de 97%.

Permanece apenas isso - um processo, e até agora caro - “economicamente viável em grande escala”, dizem, e não algo que os engenheiros poderiam explorar, por exemplo, um oceano ou uma plataforma de perfuração de petróleo no deserto, onde os petroleiros ainda "flare" resíduos de metano dos poços.

Mas uma equipe do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) no estado de Washington, EUA, tem algo que poderia ser mais portátil: um biorreator que poderia transformar o metano capturado em campos de petróleo e em áreas rurais em uma substância gelatinosa verde-rica, rica em energia, que poderia ser explorada por um Variedade de produtos.

Este processo depende de dois micróbios normalmente não encontrados no mesmo lugar, eles escrevem em Revista de Tecnologia Bioresource.

Um é conhecido como Methylomicrobium alcaliphilum 20Z e se alimenta de metano em aterros e arrozais. O outro é conhecido apenas como Synechococcus 7002 e vive em um lago siberiano, usando luz e dióxido de carbono para liberar oxigênio.

Juntos, dizem os cientistas de Washington, eles se engajaram em “acoplamento metabólico produtivo” para produzir algo novo.

“Usamos um produto residual que normalmente é uma despesa e o atualizamos para a biomassa microbiana que pode ser usada para produzir combustível, fertilizantes, ração animal, produtos químicos e outros produtos”, diz Hans Bernstein, engenheiro químico e biológico que é membro de a equipe de pesquisa do PNNL.

Plataforma de biotecnologia

“Os dois organismos se complementam, se apoiam mutuamente. Criamos uma plataforma de biotecnologia adaptável com micróbios geneticamente tratáveis ​​para a síntese de biocombustíveis e bioquímicos ”.

Na Noruega, engenheiros da Empresa de energia SINTEF examinamos outra abordagem do jogo do poder. Eles são parceiros em um Projeto europeu para encontrar maneiras de armazenar energia subterrânea.

E eles querem colocar a energia de volta em circulação com uma bateria baseada simplesmente em ar quente. Este é aquecido pelo ar e comprimido pela energia excedente do vento e da usina solar, e então armazenado em uma caverna subterrânea.

O fluxo de ar quente passa por uma caverna portal cheia de pedras esmagadas e aquece a rocha. O ar comprimido frio é armazenado em uma segunda caverna e, quando necessário, é liberado pelas rochas quentes.

É então canalizada através de uma turbina para gerar eletricidade para atender a demanda de pico, ou demanda quando as células de energia solar não podem fornecer, ou a qualquer momento quando o vento cai e as pás da turbina caem ainda.

Há um problema, no entanto. Escavar o armazenamento subterrâneo para tal bateria seria extremamente caro.

Mas Giovanni Perillo, um cientista pesquisador que é o gerente do projeto, diz: “Nós consideramos os túneis e as minas de terra em desuso como locais de armazenamento em potencial, e a Noruega tem aqueles em abundância.

“Quanto mais calor de compressão o ar retém quando é liberado da loja, mais trabalho ele pode realizar ao passar pela turbina a gás. E acreditamos que poderemos conservar mais calor do que a atual tecnologia de armazenamento, aumentando assim a eficiência da rede. ”- Rede de Notícias sobre o Clima

Sobre o autor

Tim Radford, jornalista freelancerTim Radford é um jornalista freelancer. Ele trabalhou para The Guardian para 32 anos, tornando-se (entre outras coisas) editor letras, editor de artes, editor literário e editor de ciência. Ele ganhou o Associação de Escritores científica britânica prêmio para o escritor de ciência do ano quatro vezes. Ele serviu no comitê do Reino Unido para o Década Internacional para Redução de Desastres Naturais. Ele deu palestras sobre ciência e mídia em dezenas de cidades britânicas e estrangeiras.

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