211service.com
Chef för ARPA-E Sketches Course for Energy Research
Eric Toone, som tog tyglarna på ARPA-E-byrån tidigare i somras, har några tankar om var energiforskningen ska ta vägen.
Bill Gates och energisekreterare Steven Chu talar vid förra årets ARPA-E Summit, en konferens som lockar toppforskare, entreprenörer och investerare. Kredit: DOE/Quentin Kruger
ARPA-E är en forskningsbyrå för energidepartementet med uppdrag att finansiera riskabla teknikidéer med potential att förbättra energisäkerheten och minska utsläppen från energi. Sedan starten för tre år sedan har forskningsbyrån genererat ett antal lovande teknologier inom en rad områden, som batterier, kostnadseffektiva biobränslen och effektivare byggnader.
Eric Toone, rektor biträdande direktör på ARPA-E
I en intervju säger Toone, som tog över efter ARPA-E:s första direktör Arun Majumdar, att hans främsta prioritet som biträdande chef är att ta in de förstklassiga forskare som ARPA-E har blivit känt för. Dessa programdirektörer övervakar utvecklingen av bidragstagare, vilket kan vara företag, universitet eller nationella laboratorier. ARPA-E-projekt är utformade för att föra ett vetenskapligt framsteg närmare marknaden genom att producera en första prototyp eller demonstration inom några år. Liksom försvarsdepartementets DARPA-byrå stoppas ARPA-E-program om forskargruppen inte når tekniska och kommersiella milstolpar.
Under de kommande månaderna planerar ARPA-E att bilda forskningsprogram inom områden där den privata sektorn inte redan fungerar och det finns potential för ett stort hopp i prestanda, säger Toone, som också är professor i kemi och biokemi vid Duke University . Programidéer som nu diskuteras inkluderar:
- Snabbladdning för elbilar. Batteritekniken förbättras och högspänningslikströmsladdningsstationer kan få en elbils batterier att laddas till cirka 50 procent på en halvtimme. Men teknik för att göra elbilar lika snabba som att fylla på bensin är ett område som är mogen för innovation, säger Toone.
- Smart och autonom avkänning. Verktyg har redan börjat använda robotenheter, såsom fasmätenheter, för att övervaka transmissionsledningar och leta efter skador efter stormar. Men Toone säger att det finns mycket mer potential inom sensorer och robotteknik för att förbättra energieffektiviteten och tillförlitligheten. Det finns alla möjliga smarta koncept runt omkring smart damm eller saker som ser ut som små insekter som färdas genom byggnader, inspekterar system och rapporterar information för att optimera energianvändningen, säger han.
- Bättre material. Lätta och starka material kan ge stora förbättringar i fordonseffektivitet, vilket gör arbete med bättre legeringar viktigt. ARPA-E har redan ett program för att utforska alternativ till sällsynta jordartsmetaller eftersom nästan alla sällsynta jordartsmetaller kommer från Kina. Men Toole säger att det fortfarande finns ett behov av bättre magneter som är mycket täta och billiga.
- Tätare biobränslegrödor. En av de stora utmaningarna med att göra bränsle från icke-livsmedelskällor är kostnaden för att transportera biomassa. Toone, som leder ARPA-E:s Electrofuels-program, föreslår ett sätt att massivt förtäta skörderester, som lätt och fluffig majsstver, när den faktiskt skördas för att hjälpa till att sänka produktionskostnaderna för cellulosabaserade biobränslen.
- Ultralågpris väte. Väte för bränsleceller behöver produceras, antingen genom att klyva vatten eller ta bort väte från en annan källa. Att dramatiskt sänka kostnaden för väte till under en dollar per kilogram skulle ta itu med ett av de ihållande hindren för en bredare användning av bränsleceller.
ARPA-E skapades 2007 och finansierades initialt genom stimulansen 2009. Sedan dess har det finansierat cirka 200 projekt med relativt små anslag, vanligtvis några miljoner dollar. (Se, Kan ARPA-E lösa energiproblem?)
Generellt sett har undersökningsbyrån åtnjutit stöd från både demokrater och republikaner i kongressen. Förra året, till exempel, ökades dess budget till 275 miljoner dollar efter att ha reducerats till 180 miljoner dollar 2011. Men dess politiska stöd motiverar noggrann övervakning av människor som är intresserade av energiinnovation.
Energi och regeringens roll inom energi håller på att bli ett stort ämne i presidentdebatten. Obama-administrationen och energiminister Steven Chu är hängivna anhängare av ARPA-E; administrationen begärde att höja ARPA-E:s budget för 2013 till 350 miljoner dollar. Mitt Romneys energiposition nämner också ARPA-E och säger att det borde fokusera på grundforskning.
Toone kan inte förutsäga vilken väg ARPA-E:s budget kommer att gå under de kommande åren, men säger att ARPA-E skulle dra nytta av konsekvent finansiering. Det skulle till exempel inte vara till hjälp om någon tredubblade vår budget nästa år. Vad vi behöver är en stadig, uthållig tillväxt som låter oss fortsätta att öka i en hanterbar takt.