Saul Griffith, grunnlegger og administrerende direktør i Otherlab, har en vane å bygge kule ting, fra en draklignende vindturbin til et smart tau som kan føle belastning og rapportere fryser. MacArthur Foundation, som tildelte Griffith et "geni" -stipend i 2007, har kalt ham "et vidunderbarn av oppfinnelsen til tjeneste for verdenssamfunnet."
Griffiths nyeste virksomhet, Otherlab, er et forskningsselskap som minner om "oppfinnelsesfabrikken" opprettet av Thomas Edison. Den opererer i en tidligere rørorgelfabrikk i San Francisco, der redwood bannisters, flerbredte vinduer, spredte orgeldeler og rikelig med maskiner skaper en følelse av at en oppfinner fra 1800-tallet som Edison kan føle seg perfekt hjemme og klø i laboratoriets sollys. .
Blant flere prosjekter i arbeidene her er to energiteknologier som kan låse opp en fremtid med billig solenergi og mainstream naturgassbiler. "Det ultimate miljøproblemet å jobbe med, " sier Griffith, "er måten vi skaper energi og bruker energi på."
I et rom ovenpå, rett forbi en stor, oppblåsbar bokserobot, jobber et Otherlab-team på en ny måte å vippe speil for å konsentrere sollys på store solcelleverk. Utformingen plasserer et speil på toppen av plastbeholdere, som strekker og sprenger - men ikke spenner sammen - mens deres indre trykk justeres ved hjelp av trykkluft. Tanken er å kutte kostnader ved å bruke plast og luft for å sikte små speil i stedet for motorer og stål som vanligvis brukes i dag for å vippe speil på størrelse med tavler.
For naturgassbiler ønsker Griffiths team å eliminere de klumpete, tungvint og dyre drivstofftankene som brukes i naturgassbiler i dag. Otherlabs løsning tar lange, tynne rør og bøyer dem som tarmer i tettpakkede former som samsvarer med den tilgjengelige plassen i et kjøretøy. Selskapet har mottatt en bevilgning på $ 250 000 fra Department of Energys ARPA-E-program for energiprosjekter i måneskot for å utvikle designen det siste året.
Griffith har fulgt energioppfinnelser som virker som lange bilder før. I 2006 grunnla han et selskap kalt Makani Power, som utviklet en luftbåren vindturbin. Koblet som en drage i enden av en streng, flyr et fly i sirkler i stor høyde. Vingemonterte rotorer fanger den stormende vinden og konverterer den til strøm ved hjelp av små generatorer. Tetheren overfører denne elektrisiteten til en stasjon på bakken.
Griffith snakket med Smithsonian.com om ingrediensene til energiinnovasjon, hvorfor han er spent på naturgassbiler og hans visjon for et massivt nettverk av små laboratorier.
Når begynte du å tenke på å bruke ferdighetene dine på energiproblemer?
Fokuseringsøyeblikket kom sannsynligvis etter at jeg startet Makani Power, som var et vindkraftselskap. Det var vanskelig å overbevise folk om hvorfor det var verdt å gjøre denne vanvittige lydteknologien: Vi kommer til å fly 767s i endene av snorestykker og generere strøm fra vinden 5000 fot opp. Alle ser bare på deg som om du er en romvesen.
Vi visste at det var fullt mulig og har nå bevist at det er mulig, og faktisk gjør vi det. Men i de første dagene trenger du mye penger for å gjøre denne typen energiteknologier. Og når du prøver å overbevise folk om å gi deg pengene, trenger du en veldig god historie. Så det fikk meg til å kontekstualisere hvor mye transformasjon energisystemet trenger på sivil infrastrukturnivå for å imøtekomme behovene til klimaendringer.
Fortell meg om teamet og miljøet du har dyrket her på Otherlab. Hvordan hjelper de å fremme de større målene?
Otherlab er et uavhengig forskningsfirma. Vi lager teknologier. Noen ganger blir disse teknologiene deres egne uavhengige selskaper, og vi spinner dem ut, eller andre ganger lisenser vi disse teknologiene til andre selskaper å gjøre ting med.
Vi er omtrent 25 personer. Vi er midt i det urbane San Francisco. Vi har rundt 95 prosent som går eller sykler pendlere til å jobbe. Så vi er et lite karbonkontor, bare når det gjelder transporten vi bruker.
Vi har en rekke prosjekter - to spesifikt i energirommet akkurat nå. Vi vil gjerne ha et dusin, delvis fordi vi har forsket så mye på hvordan vi bruker energi og hvordan vi lager den, at vi har denne fine databasen hvor tekniske bidrag kan gjøres for å endre det.
Det er virkelig to klasser for solenergi-produksjon: Den ene er solcelleanlegg; den andre er konsentrert solenergi, som betyr at du varmer opp noe og forvandler den til elektrisitet [gjennom] en turbin eller en lignende mekanisme. Vi jobber med en heliostat-teknologi - som betyr en mekanisme for å følge der solen er på himmelen - som vil gjøre fotovoltaikk mer effektiv, fordi fotovoltaikken vil være mer ideelt orientert mot solen. Du får omtrent 20 eller 30 prosent mer energi ut av den samme solcellen hvis du billig kan spore den.
Kanskje viktigere er at det tar omtrent 80 prosent av kostnadene ut av heliostatfeltet til tradisjonell solenergi. Dette er disse enorme plantene i ørkenen. Heliostatfeltet er omtrent 50 prosent av kostnadene for hele anlegget, og vi ønsker å ta omtrent 80 prosent av kostnadene ut av det. Så nettopp, forhåpentligvis redusere kostnadene for den typen elektrisitet med 30 eller 40 prosent.
Er det meste av det koster i materialene, eller i noen avansert teknologi?
For alle energiteknologier er de i så store skalaer at kostnadene for maskinene tilsvarer noe av vekten. Alt du kan gjøre for å gjøre dem lettere eller mer effektive, betyr en veldig høy kostnadsreduksjon. Fordi de alle er laget av råvarematerialer: silisium, aluminium og stål og karbon - dette er billige bulkmaterialer. Du må bruke dem effektivt for å dekke store overflater. Så vi ender med å vinne fordi vi bruker mye mindre materiale for å peke samme mengde lys, og vi bruker enda billigere materialer og produksjonsprosesser.
Vi jobber også med å lage naturgasstanker til erstatning for petroleum eller bensintanker for biler og lette lastebiler. Pr. Mil, hvis du gir meg den samme bilen, og jeg har en naturgassmotor i den ene og en bensinmotor i den andre, vil naturgassbilen produsere omtrent 25 prosent mindre karbon per kjørt kilometer. Det eneste som vil endre seg er at det er metanlekkasjer i ekstraksjonsprosessen.
Hvilke er det, ikke sant?
Det er absolutt. Hvis du har 3 til 4 prosent parasittiske lekkasjer fra brønnhodet, er det netto bedre enn bensin.
Likevel er jeg super spent på det. Jeg tror at ingeniørers rolle i samfunnet er å gi teknologimuligheter for at samfunnet kan velge ja eller nei. Og så mye som ingeniører ønsker å være dommer, jury og bødler, må vi jobbe med det samfunnet ønsker. Så jeg tror det er verdt å utvikle denne kapasiteten fordi jeg tror vi kan løse brønnhodeproblemene med naturgass. Jeg tror det er veldig viktig å ha høyere energiuavhengighet, så du må veie det moralske grunnlaget for fracking, kontra det moralske forholdet til å kjempe oljekrig i utenlandske nasjoner.
Den samme teknologien som vi utvikler i tankene er også nyttig for storstilt trykkluft og lagring av komprimert dampenergi. Så vi skaper en teknologisk kapasitet som er nyttig i andre energidomener.
Hvordan bestemte du deg for å nærme deg problemet med naturgassbiler fra akkurat denne vinkelen, med tanker som kan tilpasses bilens form?
Generelt sett har du som ingeniør eller vitenskapsmann et visst sett med verktøy, et visst sett med hammere, og du banker alle neglene du ser med det settet med verktøy og hammere.
Innenfor denne bygningen er vi tilfeldigvis veldig gode på geometri og beregningsgeometri, og noen arkane områder i matematikk, for eksempel romfyllingskurver. Det viser seg at vi også jobbet mye med trykkbeholdere, fordi vi jobbet med oppblåsbare gjenstander i lang tid.
Gjennom serendipity (jeg tror vi burde tilskrive mye mer av samfunnets oppfinnelse til serendipity enn til noe annet) bare fordi vi tenkte på energi og plassfyllingskurver og trykkbeholdere, kom alt sammen. Fordi du trengte å være klar over de tre tingene for å ha innsikt i å produsere de spesielle nye teknologitankene vi holder på med. På noen måter har hvert prosjekt i bygningen en opprinnelse som er serendipitøs som det.
Du har nylig skrevet om verdien av en forskningsmodell basert på en rekke små, uavhengige laboratorier. Vil du forklare det?
Den moderne forskningsmodellen er faktisk ikke den moderne forskningsmodellen. Frem til andre verdenskrig ble det meste av forskningen gjort i uavhengige laboratorier og kommersielle laboratorier, og litt på universiteter. Nasjonale laboratorier eksisterte virkelig ikke.
De to verdenskrigene og suksessen til Manhattan-prosjektet og Apollo-oppdraget overbeviste alle om å sentralisere alle FoU-ressursene i et sett av nasjonale laboratorier og til universiteter. Eliteuniversiteter ville bli forskningsuniversiteter.
Jeg sier ikke at det er forferdelig. Det har gitt mye veldig bra arbeid. Men vi gjorde det på bekostning av små uavhengige laboratorier. Nå lever vi i en tid der samarbeid på tvers av avstand er veldig enkelt på grunn av Internett. Verktøy er billigere enn noen gang. Og jeg tror det er på tide å stille spørsmålet: Er det slik at vi fordeler samfunnets forskningsressurser så gode som det kan være? Det betyr at vi stort sett tilbringer det på universiteter og i nasjonale laboratorier.
Jeg vil gjerne se mange, mange flere små laboratorier fordi jeg tror små team av mennesker er der den virkelige innovasjonen skjer. Og geografisk mangfold - å ha flere mennesker til å tenke på sine lokale spesifikke problemer i sammenheng med den generelle forskningen som samfunnet trenger å gjøre - ville være veldig nyttig.
Hvor tror du den mest spennende energiinnovasjonen skjer nå?
På energirommet skjer de mest spennende tingene nesten alle i små oppstart, synes jeg, og vel, store oppstarter - jeg synes Tesla gjør en god jobb. Jeg tror Makani nå på Google [Google kjøpte Makani i mai] gjør virkelig interessante ting i vinden. Jeg tror det er en haug med interessante private selskaper som forsker på biodrivstoff. Jeg er ikke en stor fan av biodrivstoff, men jeg er glad for at de gjør det og at de gjør det bra.
Listen er dessverre kort. Det er ikke mange barn som vokser opp og tenker: “Å energi er problemet jeg vil jobbe med.” Alle ønsker å løse klimaproblemet, men veldig få tenåringer er klar over at du løser det ved å løse måten vi produserer og bruker energi på. . Jeg vil, for min fire år gamle sønn og min nyfødte datters skyld, ha mer god energiforskning.
Du kom til California fra Sydney, Australia, gjennom Cambridge, England. Hva brakte deg hit, og hva holder deg her?
Jeg tror den ærlige versjonen er vandrende lyst - du vet, ånd av eventyr, reiser verden rundt og se hvor vindene tar meg. Men hvis jeg gjorde revisjonistisk historie, eller tenkte på hva som var magnetisk trekk som fikk meg til å avvikle i California, kunne jeg ikke gjøre det vi gjør i denne bygningen i Australia. Australia har ikke FoU-finansiering eller kultur for forskning og utvikling som vil muliggjøre dette. Det ville være vanskelig å finne det talentet vi har i denne bygningen i Australia.
I denne bygningen er det en rekke utenlandske statsborgere som, som meg, er i California på grunn av to grunner: Amerika har den rette kulturen for å utføre dette arbeidet. Og Amerika har de rette kapitalstrukturene. Det er risikokapital tilgjengelig for gale mennesker som meg i California.
Dessverre tror jeg at Amerika risikerer å miste begge fordelene. Og de er enorme fordeler. Teknologi er virkelig grensen - det driver økonomisk fremgang. Amerika har vunnet forrige århundre fordi det hadde de beste menneskene. Tenk på Manhattan-prosjektet - det var stort sett østeuropeere som gjorde fysikken og matematikken og ingeniøren. De var import; det samme for Apollo-oppdraget; det samme for et stort antall ting.
Amerika har tradisjonelt trukket inn de beste og lyseste menneskene fra hele verden og satt dem til kreativ innsats i USAs interesse. Men på grunn av sikkerhetsparanoia og innvandringshensyn, slipper Amerika ballen på det.
Vil du si at du er optimistisk om at verdens energiproblemer kan løses?
Jeg er optimistisk om at verdens energiproblemer kan løses, fordi jeg vet at de kan løses. Jeg er ikke optimistisk for at vi skal løse dem, fordi folk er mennesker, og vi kjemper fortsatt om det er et problem.
Jeg brukte mer enn et år på å være ganske deprimert over dette faktum. Da hadde jeg mitt barn, og jeg skjønte, du vet, miljøfremtiden ser ikke like bra ut for ham som den gjorde for meg. Det har skiftet i min generasjon, og Baby Boom-generasjonen før meg.
Du må fremdeles være med i spillet. Det er verdt å kjempe for tingene, verdenen du ønsker å skape. Forhåpentligvis beviser vi bare at du kan gjøre det, og vi får flere som kjemper på siden av løsningene. Jeg tror det er det beste du kan håpe på. Kanskje vi drar den av.
