Armazenar eletricidade renovável em moléculas pode resolver dois problemas ao mesmo tempo:em primeiro lugar, CO ambientalmente prejudicial ₂ pode ser usado como matéria-prima, e, em segundo lugar, pode aumentar a capacidade de armazenar eletricidade renovável em ligações químicas por longos períodos de tempo. Este último é necessário porque as baterias tradicionais ainda não têm capacidade para garantir flexibilidade suficiente, estabilidade e segurança para armazenar energia eólica e solar em grande escala por longos períodos. Pesquisadores da Universidade de Utrecht publicaram um artigo da Perspective sobre o status quo da "energia para metano" no início deste mês em Catálise Natural .

A primeira autora Charlotte Vogt diz:"Além de compreender os conceitos físicos e químicos fundamentais por trás das reações catalíticas, Estou especialmente interessado em saber se e como a pesquisa que estou fazendo pode impactar a sociedade. É por isso que eu queria começar este relevante para a sociedade, mas ainda projeto de pesquisa fundamental. "

Dez vezes mais barato

Outro processo que pode ser usado para armazenar eletricidade em moléculas é a conversão de água em hidrogênio por meio da eletrólise. Este processo é mais barato do que metanação, porque envolve menos etapas de reação. Os pesquisadores agora calcularam que, apesar desse custo mais elevado do processo, ainda pode ser benéfico fazer metano a partir de CO ₂ porque o armazenamento de metano é dez vezes mais barato do que o hidrogênio. Por aqui, podemos armazenar eletricidade por temporadas de uma maneira potencialmente mais barata do que usando apenas hidrogênio.

“O importante dessa ideia é que não mandamos o metano para as casas, onde é reemitido como CO ₂ , mas sim reciclar esse carbono repetidamente em um processo de circuito fechado, "diz Vogt." Este processo de usar metano como uma bateria química tem uma eficiência geral de cerca de 34%, então precisamos de muito CO ₂ para garantir que nossa 'bateria' fique grande o suficiente. "Outra opção é fazer metano a partir de biomassa com recursos sustentáveis ​​ou lixo municipal. Nesse caso, o metano poderia ser enviado para as casas por meio de nossa rede de gás natural. Contudo, sem um imposto sobre o carbono, este gás natural sintético (SNG) será mais caro do que o metano fóssil, portanto, é improvável que esse processo se concretize em um futuro próximo.

Direção de pesquisa promissora

Os pesquisadores concluem, portanto, que 'Power to Methane' é de fato uma direção de pesquisa promissora para certos pontos geográficos no mundo onde há muitos CO ₂ emissões (perto da indústria de grande escala, por exemplo, chamadas de fontes pontuais), juntamente com a produção de eletricidade renovável. Exemplos de tal CO ₂ fontes pontuais são indústrias petroquímicas e metalúrgicas, ambos presentes na Holanda. Os pesquisadores finalmente concluíram que o futuro do suprimento de energia não dependente de combustíveis fósseis depende principalmente de quão rápido podemos tornar a conversão de água em hidrogênio muito mais barata, e, a longo prazo, converter diretamente água e CO ₂ em hidrocarbonetos, que podemos usar diretamente na rede de transporte de energia, o metano é um exemplo disso.

O trabalho envolveu uma estreita colaboração entre o Prof. Gert Jan Kramer do Copernicus Institute of Sustainable Development da Utrecht University, e Charlotte Vogt, Matteo Monai, e o Prof. Bert Weckhuysen, que são químicos no grupo de Química Inorgânica e Catálise da Universidade de Utrecht.

Bert Weckhuysen:"Temos a responsabilidade como pesquisadores científicos de estar cientes do impacto socioeconômico de nossa ciência, e química catalítica em particular. Ao colaborar desta forma, utilizamos nosso conhecimento combinado para ajudar a determinar em quais direções de pesquisa e tecnologia a sociedade deve dar ênfase. "