Responsable del curso ARPA-E Sketches for Energy Research

Eric Toone, quien tomó las riendas de la agencia ARPA-E a principios de este verano, tiene algunas ideas sobre hacia dónde debería ir la investigación energética.

Bill Gates y el secretario de Energía, Steven Chu, hablan en la Cumbre ARPA-E del año pasado, una conferencia que atrae a los mejores científicos, empresarios e inversores. Crédito: DOE / Quentin Kruger

ARPA-E es una agencia de investigación del Departamento de Energía con la misión de financiar ideas tecnológicas de riesgo con el potencial de mejorar la seguridad energética y reducir las emisiones de energía. Desde que comenzó hace tres años, la agencia de investigación ha generado una serie de tecnologías prometedoras en una variedad de áreas, como baterías, biocombustibles rentables y edificios más eficientes.

Eric Toone, director adjunto principal de ARPA-E

En una entrevista, Toone, quien reemplazó al primer director de ARPA-E, Arun Majumdar, dice que su principal prioridad como subdirector principal es incorporar a los científicos de investigación de primer nivel por los que ARPA-E se ha hecho conocido. Los directores del programa supervisan el progreso de los beneficiarios de la subvención, que pueden ser empresas, universidades o laboratorios nacionales. Los proyectos ARPA-E están diseñados para acercar un avance científico al mercado mediante la producción de un primer prototipo o demostración en unos pocos años. Al igual que la agencia DARPA del Departamento de Defensa, los programas ARPA-E se detienen si el equipo de investigación no está cumpliendo los hitos técnicos y comerciales.

En los próximos meses, ARPA-E planea formar programas de investigación en áreas donde el sector privado aún no está funcionando y existe la posibilidad de un gran salto en el desempeño, dice Toone, quien también es profesor de química y bioquímica en la Universidad de Duke. . Las ideas del programa que se están discutiendo ahora incluyen:

• Carga rápida para vehículos eléctricos. La tecnología de las baterías está mejorando y las estaciones de carga de corriente continua de alto voltaje pueden hacer que las baterías de un automóvil eléctrico se carguen aproximadamente en un 50 por ciento en media hora. Pero las tecnologías para hacer que los vehículos eléctricos se carguen tan rápido como llenarlos con gasolina son un área propicia para la innovación, dice Toone.
• Detección inteligente y autónoma. Las empresas de servicios públicos ya están comenzando a usar dispositivos robóticos, como unidades de medición fasorial, para monitorear las líneas de transmisión y buscar daños después de las tormentas. Pero Toone dice que hay mucho más potencial en sensores y robótica para mejorar la eficiencia energética y la confiabilidad. Hay todo tipo de conceptos inteligentes alrededor polvo inteligente o cosas que parecen pequeños insectos que viajan a través de los edificios, inspeccionan sistemas y reportan información para optimizar el uso de energía, dice.
• Mejores materiales. Los materiales ligeros y resistentes pueden producir grandes mejoras en la eficiencia del vehículo, lo que hace que el trabajo en mejores aleaciones sea importante. ARPA-E ya tiene un programa para explorar alternativas a los imanes de tierras raras ya que casi todos los elementos de tierras raras provienen de China. Pero Toole dice que todavía se necesitan mejores imanes que sean muy densos y de bajo costo.
• Cultivos de biocombustibles más densos. Uno de los grandes desafíos para producir combustible a partir de fuentes no alimentarias es el costo de transporte de biomasa. Toone, quien dirige el programa de Electrofuels de ARPA-E, propone una forma de densificar masivamente los residuos de cultivos, como el rastrojo de maíz ligero y esponjoso, cuando realmente se cosecha para ayudar a reducir los costos de producción de los biocombustibles celulósicos.
• Hidrógeno de ultra bajo costo. Es necesario producir hidrógeno para pilas de combustible, ya sea dividiendo agua o extrayendo hidrógeno de otra fuente. Reducir drásticamente el costo del hidrógeno a menos de un dólar por kilogramo abordaría una de las barreras persistentes para el uso más amplio de las celdas de combustible.

ARPA-E se creó en 2007 y se financió inicialmente a través del estímulo en 2009. Desde entonces, ha financiado alrededor de 200 proyectos con subvenciones relativamente pequeñas, generalmente de unos pocos millones de dólares. (Consulte, ¿Puede ARPA-E resolver los problemas de energía?)

En general, la agencia de investigación ha contado con el apoyo de demócratas y republicanos en el Congreso. El año pasado, por ejemplo, su presupuesto se incrementó a $ 275 millones después de haber sido reducido a $ 180 millones en 2011. Pero su apoyo político merece una estrecha vigilancia de las personas interesadas en la innovación energética.

La energía y el papel del gobierno en la energía se está convirtiendo en un gran tema en el debate presidencial. La administración Obama y el secretario de Energía, Steven Chu, son firmes partidarios de ARPA-E; la administración solicitó aumentar el presupuesto de ARPA-E para 2013 a $ 350 millones. Mitt Romney posición de energía también menciona ARPA-E, diciendo que debería centrarse en la investigación básica.

Toone no puede predecir en qué dirección irá el presupuesto de ARPA-E en los próximos años, pero dice que ARPA-E se beneficiaría de una financiación constante. No sería útil, por ejemplo, que alguien triplicara nuestro presupuesto el próximo año. Lo que necesitamos es un crecimiento constante y sostenido que nos permita seguir aumentando a un ritmo manejable.

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