211service.com
Wysiłek sztucznej fotosyntezy zakorzenia się
Podczas gdy szaleje debata na temat roli rządu w finansowaniu innowacji energetycznych, wywołana głośnymi porażkami firm wspieranych przez rząd, takich jak Solyndra i A123 Systems, po cichu nuci się mniej kontrowersyjna federalna strategia inwestycyjna w czyste technologie, zyskując poparcie obu partii. Tak zwane centra innowacji, multidyscyplinarne ośrodki badawcze, których celem jest naśladowanie legendarnych laboratoriów Bell poprzez łączenie badań naukowych z stosowaną technologią, zdołały pozyskać dalsze fundusze rządowe, nawet gdy Kongres pracuje nad zmniejszeniem ogólnego budżetu federalnego.
Sztuczny liść: Ten prototyp z Centrum Innowacji ds. Sztucznej Fotosyntezy wykorzystuje energię słoneczną do izolowania wodoru od wody.
Dwa lata po pierwszym otrzymaniu finansowania, jeden z obecnych ośrodków – oparty na Caltech, skoncentrowany na wykorzystaniu światła słonecznego do wytwarzania paliw płynnych – twierdzi, że poczynił znaczne postępy w kierunku urządzeń, które przekształcają światło słoneczne i wodę w wodór i tlen, które mogą być wykorzystywane do zasilania samochód lub generować energię elektryczną na żądanie. Ostatecznie naukowcy mają nadzieję połączyć wodór z węglem z dwutlenku węgla, aby paliwa płynne były podobne do benzyny lub oleju napędowego.
Naukowcy od dziesięcioleci prowadzą to, co znane jest jako sztuczna fotosynteza. Postęp był powolny, a uczynienie tego procesu ekonomicznym na dużą skalę pozostaje pozornie odległym celem. Nowe centrum innowacji, które ma otrzymać 122 miliony dolarów w ciągu pięciu lat, planuje przyspieszyć te badania poprzez zgromadzenie dużej liczby ekspertów z różnych dziedzin, w tym katalizy, optyki i technologii membranowej.
Aby przyspieszyć odkrywanie materiałów, naukowcy z centrum Caltech, którzy współpracują z naukowcami z Lawrence Berkeley National Lab i ponad 20 innymi ośrodkami badawczymi, opracowali proces drukowania atramentowego, który może produkować miliony nieco różnych odmian obiecujących katalizatorów. Każda próbka jest tak mała jak piksel na ekranie. Opracowują również sprzęt, który może szybko przetestować aktywność każdego katalizatora. To radykalnie przyspieszy tempo odkrywania elektrokatalizatorów i fotokatalizatorów z kilku kandydatów rocznie do kilku co kilka milisekund, produkując od tysięcy do milionów dziennie, mówi Nate Lewis, dyrektor centrum w Joint Center for Artificial Photosynthesis.
Jednocześnie w centrum zainstalowano zaawansowane drukarki 3D, które mogą tworzyć prototypowe urządzenia do przechowywania materiałów i katalizatorów pochłaniających światło, doprowadzać do nich wodę oraz oddzielać i gromadzić wodór i tlen. Do tej pory naukowcy zbudowali dwa takie prototypy, które mogą wytwarzać paliwo ze światła słonecznego – choć jeszcze nie ekonomicznie. Plan jest taki, aby mieć co najmniej cztery lub pięć różnych wersji urządzeń, z których każda ma inne mocne i słabe strony. Naukowcy chcą wielu wersji, ponieważ nie są w stanie przewidzieć, gdzie nastąpią kolejne postępy materiałów.
Idea rozwijania nowych technologii energetycznych w centrach innowacji znacznie różni się od podejścia polegającego na pomaganiu firmom w zwiększaniu produkcji poprzez dotacje lub gwarancje kredytowe, jak zrobił to Departament Energii USA w przypadku A123 i Solyndra. Różni się też znacznie od finansowania projektów badawczych w programie ARPA-E, których celem jest dokonanie określonego postępu w laboratorium lub firmie, takiego jak odkrycie obiecującego nowego materiału, i wykazanie jego potencjału w ciągu trzech lat – dla na przykład, budując działającą baterię z tego materiału.
Ośrodki innowacji skupiają naukowców z wielu różnych grup, aby skoncentrować się na dokonywaniu przełomów w zakresie długotrwałych problemów. Pracują na wielu różnych poziomach, robiąc wszystko, od odkrywania nowych materiałów i uważnego studiowania ich pracy po projektowanie i budowanie urządzeń, które mogłyby wykorzystać te materiały. Podczas gdy ARPA-E przyznaje poszczególnym projektom kilka milionów dolarów, każdy hub ma otrzymać ponad sto milionów dolarów w ciągu pięciu lat w uznaniu większej skali problemów, którymi się zajmują.
Do tej pory sfinansowano pięć centrów innowacji, ale finansowanie na ich pięcioletnią kadencję nie jest gwarantowane. Pieniądze muszą być przydzielane co roku, a budżet na przyszły rok nie został uchwalony. Chociaż odpowiednie komisje Izby Reprezentantów i Senatu popierają dalsze finansowanie wszystkich pięciu, Kongres staje w obliczu rosnącej presji, aby znaleźć miejsca, w których można by ciąć wydatki.