Vätgasceller driver redan bussar i städer som London. Bild: Slam G via Flickr
Från att vända koldioxid till ett bränsle för att göra det möjligt för bilar att springa på vattnet låser vetenskapliga forskare världen över potentialen i nya energikällor.
Molekylärbiologi har använts av forskare i USA för att göra en katalysator som kan dela vatten i väte och syre. Det betyder att ett verkligt förnybart biotekniskt material kan användas för att hjälpa bilar att springa på vatten.
I Kina har kemister meddelat en nanofabrik - en katalysator sätter ihop atomer åt gången - som skulle kunna börja processen med att driva koldioxidutsläppen tillbaka i bränsle.
Och med det som verkar som perfekt timing hoppas ett nytt tekniskt företag i Schweiz vara den första kommersiella anläggningen till skörda koldioxid från luften.
De två första propositionerna finns fortfarande i laboratorietrinnet, och den tredje har ännu inte bevisat dess lönsamhet. Men laboratorieutvecklingen håller livslånga hopp om det ultimata inom energiåtervinning.
I den första processen ger vatten energi för en kemisk reaktion som driver ett fordon och slutar sedan igen som vatten från bilens avgasrör. Och i andra delen kan en gas som släpps ut som utsläpp från fossilt bränsle återföras till bränsle.
Platinakatalysator
Vätgasbränslecellen för länge sedan började leverera energi för bemannad rymdflygning, och används redan i stads kollektivtrafik, med en platinakatalysator som smältar vätebränsle och syre från luften för att släppa elektrisk energi och vatten.
Men platina är sällsynt och dyrt att gruva. Och väte, även om det vanligaste elementet i universum, är knepiga saker att hantera i bulk.
Trevor Douglas, professor i kemi vid University of Indiana, USA och kollegor rapport i naturkemi att de utnyttjade ett viruss förmåga att självmontera genetiska byggstenar och införliva ett mycket känsligt enzym som kallas hydrogenas som kan absorbera protoner och spita ut vätgas. De har kallat det P22-Hyd.
"Slutresultatet är en virusliknande partikel som uppför sig som ett mycket sofistikerat material som katalyserar produktionen av väte", förklarar professor Douglas.
"Materialet är jämförbart med platina, förutom att det verkligen är förnybart. Du behöver inte gruva det; du kan skapa den vid rumstemperatur i stor skala med hjälp av jäsningstekniken. Det är biologiskt nedbrytbart. Det är en väldigt grön process för att göra ett avancerat hållbart material. "
"Vi har en grundläggande övertygelse om att saker inte kan gå på samma sätt som de har pågått, med mer och mer olja som pumpas ut ur marken"
P22-Hyd arbetar i två riktningar: det bryter de kemiska bindningarna av vatten för att producera väte, och det fungerar i omvänd för att rekombinera väte och syre för att generera kraft. Så det kan användas både för att göra väte och att bränna det.
Hittills har forskarna etablerat vad som kan uppstå, och sådan forskning är bara en annan exempel på uppfinningsrikedom och fantasi som ingenjörer och kemister demonstrerar i en mängd försök att hitta nya sätt att möta den globala energikrisen utfälld av klimatförändringar, vilket i sig är en konsekvens av den förlorade förbränningen av fossila bränslen.
Klimatförändringen drivs av den obevekliga uppbyggnaden i atmosfären av koldioxid som släpps ut genom förbränning av fossila bränslen - och kemister har redan föreslagit att Växthusgas kan återvinnas.
Försök att fånga kol har inte lovat hittills, och den teknik som krävs för att sätta koldioxid tillbaka i någonting som brinner är fortfarande i sin linda.
Atomstruktur
Men Shan Gao och forskarkollegor på Hefei National Laboratory för fysik vid mikroskop, Kina, rapportera i Nature journal att de har hittat ett sätt att ordna den katalytiska strukturen av kobolt och koboltoxid för att förvandla metallen till något som effektivt kan "minska" koldioxid i råmaterialet för högkvalitativa kemikalier - varav en är flytande bränsle.
Viktigt är att det nya arrangemanget av kobolt och koboltoxid i skikt är bara fyra atomer tjocka och det är denna utsökta raffinerade struktur som gör att reduktionsprocessen kan börja med låga energier - vilket i sin tur kan göra det till ett praktiskt verktyg för omvandling av stora mängder fångad koldioxid till något av värde.
Just nu faktureras det som världens första kommersiella teknik för att filtrera koldioxid från luften, förväntar sig bara att hämta 900 ton av växthusgasen om året - motsvarande utsläppen från avgaserna från 200-bilar - och sälja den till växthusgaser för att befrukta kommersiella grödor, eller till läskmarknaden för att ge fizz i en läsk.
Men den fångade gasen kan i slutändan vara tillgänglig som råmaterial för bränsle, enligt Dominique Kronenberg, verksamhetschef för schweiziskt företagande företag Climeworks AG, som arbetar med kommersiell demonstration av atmosfärisk CO2 fånga teknik.
"Vi har en grundläggande övertygelse om att saker inte kan gå på samma sätt som de har pågått, med mer och mer olja som pumpas ut ur marken," säger han. "Det kommer att bli ett slut förr eller senare." - Klimatnyheter Network
Om författaren
Tim Radford är frilansjournalist. Han arbetade för The Guardian för 32 år, blir (bland annat) bokstäver redaktör, konst redaktör, litterära redaktör och vetenskap redaktör. Han vann Association of British Science Writers utmärkelse för årets vetenskapsförfattare fyra gånger. Han tjänade på den brittiska kommittén för International Decade for Natural Disaster Reduction. Han har föreläst om vetenskap och media i dussintals brittiska och utländska städer.
Bok av denna författare:
Vetenskap som förändrade världen: Den otaliga historien om den andra 1960-revolutionen
av Tim Radford.
Klicka här för mer info och / eller för att beställa den här boken på Amazon. (Kindle bok)
