211service.com
Kunstig fotosyntese-indsats tager rod
Mens en debat raser om regeringens rolle i finansieringen af energiinnovation, udløst af højprofilerede fiaskoer fra regeringsstøttede virksomheder som Solyndra og A123 Systems, har en mindre kontroversiel føderal clean-tech investeringsstrategi stille og roligt nynnet med og opnået støtte fra to partier. Såkaldte innovationscentre, multidisciplinære forskningscentre, der er beregnet til at efterligne de legendariske Bell Laboratories ved at kombinere videnskabelig forskning med anvendt teknologi, har formået at få fortsat statsstøtte, selvom Kongressen arbejder på at skære ned på det samlede føderale budget.
Kunstige blade: Denne prototype fra Joint Center for Artificial Photosynthesis Innovation Hub bruger energi fra sollys til at isolere brint fra vand.
To år efter først at have modtaget finansiering, siger et af de nuværende hubs - en Caltech-baseret indsats fokuseret på at bruge sollys til at lave flydende brændstoffer - at det har gjort betydelige fremskridt hen imod enheder, der omdanner sollys og vand til brint og oxygen, der kan bruges til at drive strøm. en bil eller generere elektricitet efter behov. Til sidst håber forskerne at kombinere brinten med kulstof fra kuldioxid for at lave flydende brændstoffer, der ligner benzin eller diesel.
Forskere har forfulgt det, der er kendt som kunstig fotosyntese i årtier. Fremskridtene har været langsom, og at gøre processen økonomisk i stor skala er fortsat et tilsyneladende fjernt mål. Det nye innovationshub, som er beregnet til at modtage $122 millioner over fem år, planlægger at fremskynde denne forskning ved at samle et stort antal eksperter inden for forskellige områder, herunder katalyse, optik og membranteknologi.
For at fremskynde materialeopdagelsen har forskere ved Caltech-hubben, som samarbejder med forskere ved Lawrence Berkeley National Lab og mere end 20 andre forskningscentre, udviklet en inkjet-printproces, der kan udvinde millioner af lidt forskellige variationer af lovende katalysatorer. Hver prøve er så lille som en pixel på en skærm. De udvikler også udstyr, der hurtigt kan teste aktiviteten af hver katalysator. Det vil dramatisk accelerere hastigheden af opdagelse af elektrokatalysator og fotokatalysator fra nogle få kandidater om året til nogle få med få millisekunder, hvilket vil producere tusinder til millioner om dagen, siger Nate Lewis, hub-direktør ved Joint Center for Artificial Photosynthesis.
Samtidig har hubben installeret avancerede 3-D-printere, der kan lave prototype-enheder til at huse de lysabsorberende materialer og katalysatorer, føde vand til dem og adskille og opsamle brint og ilt. Indtil videre har forskere bygget to sådanne prototyper, der kan producere brændstof fra sollys - dog endnu ikke økonomisk. Planen er at have mindst fire eller fem forskellige versioner af enhederne, hver med forskellige styrker og svagheder. Forskerne ønsker flere versioner, fordi de ikke kan forudsige, hvor det næste materialefremstød vil være.
Ideen om at udvikle nye energiteknologier på innovationscentre er vidt forskellig fra tilgangen med at hjælpe virksomheder med at opskalere produktionen gennem tilskud eller lånegarantier, som det amerikanske energiministerium gjorde i tilfældet med A123 og Solyndra. Det er også meget anderledes end at finansiere forskningsprojekter i ARPA-E-programmet, hvis mål er at tage et specifikt fremskridt i et laboratorium eller en virksomhed, såsom opdagelsen af et lovende nyt materiale, og demonstrere dets potentiale inden for tre år - for for eksempel ved at bygge et fungerende batteri ved hjælp af dette materiale.
Innovationscentrene samler forskere fra mange forskellige grupper for at fokusere på at skabe gennembrud på langvarige problemer. De arbejder på mange forskellige niveauer og gør alt fra at opdage nye materialer og omhyggeligt studere, hvordan de arbejder, til at designe og bygge enheder, der kunne bruge disse materialer. Mens ARPA-E tildeler individuelle projekter et par millioner dollars, er det meningen, at hver hub skal modtage mere end hundrede millioner dollars over fem år i erkendelse af den større skala af de problemer, de løser.
Indtil videre er fem innovationshubs blevet finansieret, men finansieringen for deres femårige periode er ikke garanteret. Pengene skal bevilges hvert år, og budgettet for næste år er ikke blevet vedtaget. Selvom de relevante udvalg i Parlamentet og Senatet støtter fortsat finansiering til alle fem, står Kongressen over for et stigende pres for at finde steder at skære i udgifterne.