.svg)
ذخیره انرژی تجدیدپذیر مازاد به شکل متان!
پارسینه: محققان دانشگاه استنفورد می‌خواهند ترتیبی بیاندیشند تا بتوانند انرژی تجدیدپذیر مازاد را به شکل متان ذخیره کنند.
یکی از محدودیت‌های عمده منابع انرژی تجدیدپذیر مانند باد و خورشید این است که ما یک روش مؤثر برای ذخیره انرژی تولیدی اضافی نداریم.
هنگامی که باد می‌وزد، ممکن است انرژی بیش از اندازه مورد نیاز برای تغذیه شبکه داشته باشد، اما ما نمی‌توانیم این انرژی مازاد را ذخیره کنیم و در نهایت در روز‌های افزایش مصرف یا بدون وزش باد انرژی لازم را در اختیار نداریم.
در حال حاضر شرکت‌هایی مانند تسلا تلاش کرده‌اند راه‌حلی بیاندیشند و با توسعه مجموعه باتری‌های بزرگ این انرژی مازاد را ذخیره کنند. اما محققان دانشگاه استنفورد بر روی جایگزین کردن باتری با یک روش زیست‌شناسی کار می‌کنند.
ایده آن‌ها این است که از میکروب‌ها برای تبدیل انرژی تجدیدپذیر مازاد به متان استفاده کنند که می‌تواند در صورت نیاز به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد.
در طبیعت، ریزجانداری موسوم به "متانوکوکوس ماریپالودیس" (Methanococcus maripaludis) هیدروژن و کربن دی‌اکسید را مصرف می‌کند و متان آزاد می‌کند؛ بنابراین محققان از الکترود‌ها برای تجزیه آب و آزاد کردن اتم‌های هیدروژن استفاده کردند. این اتم‌های هیدروژن به میکروب‌های مذکور تغذیه می‌شوند و میکروب‌ها کربن دی‌اکسید موجود در هوا را می‌گیرند و متان تولید می‌کنند. این گاز در آب حل نمی‌شود، بنابراین می‌توان آن را ذخیره کرد؛ بنابراین در زمان اوج تقاضای شبکه و یا زمانی که انرژی‌های تجدیدپذیر تولید نمی‌شود، متان می‌تواند به عنوان سوخت استفاده شود.
ممکن است این روش به عنوان یک روش آزاد کننده کربن دی‌اکسید یک کار بیهوده به نظر برسد، اما این متان با گرفتن کربن دی‌اکسید از هوا تولید می‌شود بنابراین یک فرآیند کربنی خنثی است.
یکی از مزیت‌های مهم این روش در مقابل سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری این است که متان را می‌توان با استفاده از زیرساخت‌های موجود به برق هم تبدیل کرد.
محققان هنوز هم بر روی این تکنولوژی کار می‌کنند، اما معتقدند این روش می‌تواند در مقیاس بزرگ مقرون به صرفه باشد.
وزارت انرژی آمریکا در حال حاضر متعهد شده است تا هزینه تحقیقات این پروژه را تأمین کند و آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور و اداره گاز کالیفرنیا نیز در حال کمک به توسعه طرح‌های کارآمدتر هستند.
اینکه آیا این روش می‌تواند بزرگترین نقص انرژی‌های تجدیدپذیر که همان مشکل ذخیره‌سازی آن است را حل کند مشخص نیست، اما قطعاً این روش یک رویکرد جدید است.
هنگامی که باد می‌وزد، ممکن است انرژی بیش از اندازه مورد نیاز برای تغذیه شبکه داشته باشد، اما ما نمی‌توانیم این انرژی مازاد را ذخیره کنیم و در نهایت در روز‌های افزایش مصرف یا بدون وزش باد انرژی لازم را در اختیار نداریم.
در حال حاضر شرکت‌هایی مانند تسلا تلاش کرده‌اند راه‌حلی بیاندیشند و با توسعه مجموعه باتری‌های بزرگ این انرژی مازاد را ذخیره کنند. اما محققان دانشگاه استنفورد بر روی جایگزین کردن باتری با یک روش زیست‌شناسی کار می‌کنند.
ایده آن‌ها این است که از میکروب‌ها برای تبدیل انرژی تجدیدپذیر مازاد به متان استفاده کنند که می‌تواند در صورت نیاز به عنوان سوخت مورد استفاده قرار گیرد.
در طبیعت، ریزجانداری موسوم به "متانوکوکوس ماریپالودیس" (Methanococcus maripaludis) هیدروژن و کربن دی‌اکسید را مصرف می‌کند و متان آزاد می‌کند؛ بنابراین محققان از الکترود‌ها برای تجزیه آب و آزاد کردن اتم‌های هیدروژن استفاده کردند. این اتم‌های هیدروژن به میکروب‌های مذکور تغذیه می‌شوند و میکروب‌ها کربن دی‌اکسید موجود در هوا را می‌گیرند و متان تولید می‌کنند. این گاز در آب حل نمی‌شود، بنابراین می‌توان آن را ذخیره کرد؛ بنابراین در زمان اوج تقاضای شبکه و یا زمانی که انرژی‌های تجدیدپذیر تولید نمی‌شود، متان می‌تواند به عنوان سوخت استفاده شود.
ممکن است این روش به عنوان یک روش آزاد کننده کربن دی‌اکسید یک کار بیهوده به نظر برسد، اما این متان با گرفتن کربن دی‌اکسید از هوا تولید می‌شود بنابراین یک فرآیند کربنی خنثی است.
یکی از مزیت‌های مهم این روش در مقابل سیستم‌های ذخیره‌سازی باتری این است که متان را می‌توان با استفاده از زیرساخت‌های موجود به برق هم تبدیل کرد.
محققان هنوز هم بر روی این تکنولوژی کار می‌کنند، اما معتقدند این روش می‌تواند در مقیاس بزرگ مقرون به صرفه باشد.
وزارت انرژی آمریکا در حال حاضر متعهد شده است تا هزینه تحقیقات این پروژه را تأمین کند و آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور و اداره گاز کالیفرنیا نیز در حال کمک به توسعه طرح‌های کارآمدتر هستند.
اینکه آیا این روش می‌تواند بزرگترین نقص انرژی‌های تجدیدپذیر که همان مشکل ذخیره‌سازی آن است را حل کند مشخص نیست، اما قطعاً این روش یک رویکرد جدید است.
منبع:
خبرگزاری ایسنا
ارسال نظر