Metan lovende rute til lagring af vedvarende energi fra sol og vind

Lagring af vedvarende elektricitet i molekyler kan løse to problemer på én gang:Først og fremmest miljøskadelig CO ₂ kan bruges som råmateriale, og for det andet kan det øge kapaciteten til at lagre vedvarende elektricitet i kemiske bindinger i lange perioder. Det sidste er nødvendigt, fordi traditionelle batterier endnu ikke har kapacitet til at sikre tilstrækkelig fleksibilitet, stabilitet og sikkerhed til at lagre vind- og solenergi i stor skala i længere perioder. Forskere fra Utrecht University offentliggjorde en Perspective-artikel om status quo af "power to methane" tidligere på måneden i Naturkatalyse .

Førsteforfatter Charlotte Vogt siger, "Udover at forstå grundlæggende fysiske og kemiske begreber bag katalytiske reaktioner, Jeg er især interesseret i at vide, om og hvordan den forskning, jeg laver, kan påvirke samfundet. Derfor ville jeg starte dette samfundsrelevante, men stadig grundforskningsprojekt."

Ti gange billigere

En anden proces, der kan bruges til at lagre elektricitet i molekyler, er omdannelsen af ​​vand til brint via elektrolyse. Denne proces er billigere end metanering, fordi det involverer færre reaktionstrin. Forskerne har nu beregnet, at på trods af disse højere omkostninger ved processen, det kan stadig være gavnligt at lave metan ud af CO ₂ fordi opbevaring af metan er ti gange billigere end brint. Denne måde, vi kan lagre el til sæsoner på en potentielt billigere måde end ved kun at bruge brint.

"Den vigtige del af denne idé er, at vi ikke sender metan til huse, hvor det genudledes som CO ₂ , men snarere at genbruge dette kulstof igen og igen i en lukket kredsløbsproces, " siger Vogt. "Denne proces med at bruge metan som et kemisk batteri har en samlet effektivitet på omkring 34 %, så vi har brug for meget CO ₂ for at sikre, at vores 'batteri' bliver stort nok." En anden mulighed er at lave metan ud af bæredygtige ressourcer biomasse eller kommunalt affald. I dette tilfælde, metanen kunne sendes til huse gennem vores naturgasnet. Imidlertid, uden en kulstofafgift vil denne syntetiske naturgas (SNG) være dyrere end fossil metan, så det er usandsynligt, at denne proces vil blive til virkelighed i den nærmeste fremtid.

Lovende forskningsretning

Forskerne konkluderer således, at 'Power to Methane' faktisk er en lovende forskningsretning for visse geografiske sweet spots i verden, hvor der er mange CO2 ₂ emissioner (nær storindustri f.eks. kaldet punktkilder), sammen med produktion af vedvarende elektricitet. Eksempler på sådanne CO ₂ punktkilder er petrokemiske og metallurgiske industrier, begge til stede i Holland. Forskerne konkluderer endelig, at fremtiden for ikke-fossilt brændstofafhængig energiforsyning hovedsageligt afhænger af, hvor hurtigt vi kan gøre omdannelsen af ​​vand til brint meget billigere, og på sigt direkte omdanne vand og CO ₂ til kulbrinter, som vi direkte kan bruge i energitransportnettet, metan er et eksempel på det.

Arbejdet involverede et tæt samarbejde mellem prof. Gert Jan Kramer fra Copernicus Institute of Sustainable Development ved Utrecht University, og Charlotte Vogt, Matteo Monai, og prof. Bert Weckhuysen, som er kemikere ved Uorganisk Kemi og Katalyse-gruppen ved Utrecht University.

Bert Weckhuysen:"Vi har et ansvar som videnskabelige forskere for at være opmærksomme på den socioøkonomiske effekt af vores videnskab, og især katalytisk kemi. Ved at samarbejde på denne måde, vi bruger vores samlede viden til at hjælpe med at bestemme, hvilke forsknings- og teknologiretninger samfundet bør lægge vægt på."