211service.com
Leder af ARPA-E Sketches Course for Energy Research
Eric Toone, der tog tøjlerne i ARPA-E-bureauet tidligere på sommeren, har et par tanker om, hvor energiforskningen skal gå hen.
Bill Gates og energisekretær Steven Chu taler ved sidste års ARPA-E Summit, en konference, der tiltrækker topvidenskabsmænd, iværksættere og investorer. Kredit: DOE/Quentin Kruger
ARPA-E er et forskningsagentur fra Department of Energy med en mission om at finansiere risikable teknologiideer med potentiale til at forbedre energisikkerheden og reducere emissioner fra energi. Siden starten for tre år siden har forskningsbureauet genereret en række lovende teknologier inden for en række områder, såsom batterier, omkostningseffektive biobrændstoffer og mere effektive bygninger.
Eric Toone, vicedirektør hos ARPA-E
I et interview siger Toone, der tog over fra ARPA-Es første direktør Arun Majumdar, at hans hovedprioritet som vicedirektør er at hente de førsteklasses forskere, som ARPA-E er blevet kendt for. Disse programdirektører overvåger udviklingen af tilskudsmodtagere, som kan være virksomheder, universiteter eller nationale laboratorier. ARPA-E-projekter er designet til at bringe et videnskabeligt fremskridt tættere på markedet ved at producere en første prototype eller demonstration inden for få år. Ligesom Forsvarsministeriets DARPA-agentur stoppes ARPA-E-programmer, hvis forskerholdet ikke opfylder tekniske og kommercielle milepæle.
I de kommende måneder planlægger ARPA-E at danne forskningsprogrammer inden for områder, hvor den private sektor ikke allerede arbejder, og hvor der er potentiale for et stort spring i ydeevnen, siger Toone, der også er professor i kemi og biokemi ved Duke University . Programideer, der nu diskuteres, omfatter:
- Hurtig opladning til elbiler. Batteriteknologien bliver bedre, og højspændings jævnstrøms ladestationer kan få en elbils batterier til at oplade omkring 50 procent på en halv time. Men teknologier til at gøre elbiler lige så hurtigt som at fylde benzin på er et område, der er modent til innovation, siger Toone.
- Smart og autonom sansning. Værktøjer er allerede begyndt at bruge robot-enheder, såsom phasor-måleenheder, til at overvåge transmissionslinjer og se efter skader efter storme. Men Toone siger, at der er meget mere potentiale i sensorer og robotteknologi til at forbedre energieffektiviteten og pålideligheden. Der er alle mulige smarte koncepter rundt omkring smart støv eller ting, der ligner små insekter, der rejser gennem bygninger, inspicerer systemer og rapporterer information for at optimere energiforbruget, siger han.
- Bedre materialer. Letvægts og stærke materialer kan give store forbedringer i køretøjets effektivitet, hvilket gør arbejdet med bedre legeringer vigtigt. ARPA-E har allerede et program til at udforske alternativer til sjældne jordarters magneter, da næsten alle sjældne jordarters elementer kommer fra Kina. Men Toole siger, at der stadig er behov for bedre magneter, der er meget tætte og lave omkostninger.
- Mere tætte biobrændstofafgrøder. En af de store udfordringer ved at lave brændstof fra ikke-fødevarekilder er omkostningerne ved at transportere biomasse. Toone, der står i spidsen for ARPA-E's Electrofuels-program, foreslår en måde at massivt fortætte afgrøderester, såsom let og luftig majsstover, når det faktisk høstes for at hjælpe med at sænke produktionsomkostningerne for celluloseholdige biobrændstoffer.
- Ultra billig brint. Brint til brændselsceller skal produceres, enten ved at spalte vand eller strippe brint fra en anden kilde. Dramatisk at sænke prisen på brint til under én dollar pr. kilogram ville løse en af de vedvarende barrierer for bredere anvendelse af brændselsceller.
ARPA-E blev oprettet i 2007 og oprindeligt finansieret gennem stimulansen i 2009. Siden da har det finansieret omkring 200 projekter med relativt små bevillinger typisk et par millioner dollars. (Se, kan ARPA-E løse energiproblemer?)
Generelt har analysebureauet nydt støtte fra både demokrater og republikanere i kongressen. Sidste år, for eksempel, blev dets budget øget til 275 millioner dollars efter at være blevet reduceret til 180 millioner dollars i 2011. Men dets politiske støtte berettiger nøje øje med folk, der er interesserede i energiinnovation.
Energi og regeringens rolle i energi er ved at blive et stort emne i præsidentdebatten. Obama-administrationen og energiminister Steven Chu er overbeviste tilhængere af ARPA-E; administrationen anmodede om at øge ARPA-E's 2013-budget til $350 millioner. Mitt Romneys energiposition nævner også ARPA-E og siger, at det bør fokusere på grundforskning.
Toone kan ikke forudsige, hvilken vej ARPA-E's budget vil gå i de kommende år, men siger, at ARPA-E ville drage fordel af konsekvent finansiering. Det ville for eksempel ikke være nyttigt, hvis nogen tredoblede vores budget næste år. Det, vi har brug for, er en stabil, vedvarende vækst, som vil lade os fortsætte med at stige i et overskueligt tempo.