p Engenheiros da Universidade de Wisconsin-Madison estão lançando uma luz sobre novas estratégias promissoras para o armazenamento de energia solar. Os esforços podem ajudar a superar uma das principais limitações da geração de energia a partir de fontes solares, ou seja, como acompanhar a demanda de eletricidade quando o sol se põe. p “À medida que a energia renovável assume um papel maior em nossa rede elétrica, armazenamento e entrega sob demanda são essenciais, "diz Thatcher Root, professor do Departamento de Engenharia Química e Biológica.

p As fontes renováveis ​​foram responsáveis ​​por quase um quarto da geração de eletricidade mundial em 2017, e a capacidade de energia solar tem crescido a uma taxa anual de cerca de 51% na última década. Infelizmente, a demanda do consumidor por eletricidade normalmente atinge o pico à noite, enquanto a geração de energia solar é mais eficiente quando o sol está alto no céu ao meio-dia.

p Essa incompatibilidade é a razão pela qual as usinas de energia solar precisam de sistemas melhores para armazenar energia solar - de preferência, algo com bom custo-benefício e eficiente. Integrar o armazenamento de calor no sistema de geração de coleta pode ser melhor do que adicionar baterias ou outro, sistemas de armazenamento separados.

p Esta abordagem pode ser especialmente útil para uma tecnologia de energia renovável conhecida como energia solar concentrada (CSP), que está atualmente em uso em quase 20 instalações nos Estados Unidos. As usinas coletam calor da luz solar durante o dia e aproveitam essa energia para gerar vapor para alimentar uma turbina para geração de eletricidade. Com algum cuidado, a energia solar coletada durante o dia pode ser armazenada como energia termoquímica - armazenada em ligações químicas - para uso noturno.

p Root e a estudante de graduação Elise Gilcher, que é coadjuvado por James Dumesic, a Cadeira Distinta Ernest Micek em engenharia química e biológica, estão enfrentando o problema de armazenamento desenvolvendo catalisadores melhores - materiais que aceleram as reações químicas sem serem consumidos e transformados em novos produtos. O trabalho também será orientado por Milton J. e A. Maude Shoemaker e o professor Thomas Keuch da Beckwith-Bascom, outro membro do corpo docente do departamento de Engenharia Química e Biológica que é mundialmente conhecido por suas contribuições à pesquisa de catálise.

p Algumas das mais novas plantas CSP usam sal fundido para armazenar energia, mas os engenheiros da UW-Madison identificaram métodos mais eficientes. Uma opção promissora poderia ser o uso de um sistema reversível de reforma do metano, conforme descrito em um artigo publicado em 13 de abril, 2017, no jornal Química verde . Seus autores incluem Xinyue Peng (um estudante graduado no laboratório de Root), Raiz, e Vilas Distinguished Achievement Professor e Paul A. Elfers Professor de Engenharia Química e Biológica Christos Maravelias.

p O armazenamento de energia termoquímica de metano depende de catalisadores para auxiliar as reações usadas para armazenar e liberar calor, e os sistemas existentes têm um grande problema. Hora extra, carbono acumulado nas superfícies dos catalisadores (um processo denominado "coque"), tornando-os inúteis.

p "Precisamos de catalisadores que não coquem, "diz Root.

p Para resolver o problema, está trabalhando para modificar quimicamente os catalisadores, aplicando um revestimento especial anti-coque nos catalisadores de metal com suporte, usando um processo chamado deposição de camada atômica. O esforço se inspira em pesquisas anteriores lideradas por Keuch e Dumesic, que mostrou que a deposição da camada atômica é adequada para catalisadores em aplicações de biocombustíveis. Gilcher irá modificar os procedimentos para diferentes catalisadores que são mais comumente usados ​​em plantas de reforma de metano.