將捕獲的碳轉(zhuǎn)化為天然氣可以提供具有成本競爭力的儲能

太陽能和風(fēng)能變化很大，具體取決于設(shè)施的日期、天氣和位置。有時，它們可以產(chǎn)生比需要更多的電力，但在需求達到高峰時，它們也可能達不到要求。不幸的是，這些來源產(chǎn)生的任何額外能量經(jīng)常被浪費，因為很少有方法可以充分長期儲存它。為了改善美國的能源安全，美國既需要能源，也需要新穎的能源儲存和分配方式。

在發(fā)表在《細胞報告可持續(xù)性》上的一項新研究中，勞倫斯利弗莫爾國家實驗室 （LLNL） 的研究人員探索了如何使用活性二氧化碳捕獲和轉(zhuǎn)化 （RCC） 工藝來生產(chǎn)合成可再生天然氣——一種化學(xué)形式的長期儲能。

“RCC 不是從地下采購碳，而是能夠?qū)⒌厣咸甲鳛橘Y源，”LLNL 科學(xué)家兼主要作者 Alvina Aui 說?！昂铣煽稍偕烊粴庾鳛?a class="contentlabel" href="http://2s4d.com/news/listbylabel/label/儲能">儲能選項時，可以減少由風(fēng)能和太陽能等能源的間歇性引起的電網(wǎng)不穩(wěn)定?！?/p>

擬議的 RCC 工藝使用雙功能材料將碳捕獲和轉(zhuǎn)化集成到一個平臺中。這樣，它就不需要傳統(tǒng)的中間步驟——能源密集型二氧化碳凈化。

“這種雙重功能材料的特殊之處在于它包含執(zhí)行二氧化碳捕獲和轉(zhuǎn)化所需的化學(xué)成分，”該項目的通訊作者兼首席研究員 LLNL 科學(xué)家 Simon Pang 說。“二氧化碳被捕獲在材料中，然后在釋放之前進行轉(zhuǎn)化。這與單獨的傳統(tǒng)工藝不同，在傳統(tǒng)工藝中，您將使用兩種具有單一功能的不同材料。

在該過程的第二個轉(zhuǎn)換階段，多余的太陽能和風(fēng)能開始發(fā)揮作用。來自這些來源的電力可用于將水分解成氫氣和氧氣。捕獲的二氧化碳與氫氣反應(yīng)生成甲烷，甲烷是合成天然氣的主要成分。這種甲烷可以以與傳統(tǒng)天然氣相同的方式和現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施進行儲存、分配和使用。

本出版物評估了 RCC 工藝的經(jīng)濟可行性，并提供了雙功能材料需要滿足的重要性能目標才能具有競爭力。它還提出了降低成本和提高流程效率的方法。

“我們與實驗團隊密切合作，詳細了解潛在的化學(xué)成分和材料行為，以便進行建模，”Aui 說?！拔覀兊木C合方法使我們能夠?qū)?RCC 的潛力和局限性進行現(xiàn)實且公正的評估?！?/p>

在許多情況下，該團隊發(fā)現(xiàn) RCC 工藝比其他公用事業(yè)規(guī)模的長期儲能解決方案更便宜，而且它是便攜式和可調(diào)度的，因為天然氣產(chǎn)品可以通過現(xiàn)有管道輕松運輸。

與此同時，LLNL 的實驗團隊正在努力開發(fā)這種雙功能材料，在實驗室中執(zhí)行擬議的 RCC 工藝，并與行業(yè)合作以擴大該技術(shù)的規(guī)模。