O echipă internațională de cercetători coordonată de specialiști de la Universitatea Penn State a dezvoltat un reactor inovator capabil să convertească dioxidul de carbon și electricitatea produsă din surse regenerabile în metan, principalul component al gazului natural. Procesul utilizează apă, CO2 și microorganisme speciale, menținute la o temperatură de circa 30°C, potrivit informațiilor oferite de universitatea americană.
Principalul avantaj al acestei tehnologii constă în utilizarea curentului electric pentru a descompune apa și a obține hidrogen, care este apoi folosit de bacterii metanogene pentru a transforma dioxidul de carbon în metan. Gazul obținut poate fi stocat și transportat prin rețelele de conducte deja existente, facilitând utilizarea sa în încălzire sau producție energetică în momentele când sursele solare sau eoliene nu furnizează suficientă energie.
Deși această invenție nu promite o disponibilitate imediată a gazului natural ieftin produs „din apă”, ea oferă o metodă eficientă de valorificare a surplusului de energie regenerabilă, care altfel s-ar putea pierde. Astfel, energia produsă de soare și vânt poate fi transformată într-un combustibil chimic mult mai ușor de păstrat decât electricitatea.
Transformarea apei, CO2-ului și electricității în metan
Metanul, cu formula chimică CH4, este un gaz utilizat extensiv în încălzire, centrale electrice și unele industrii. Diferența majoră în cazul reactorului dezvoltat constă în faptul că metanul este generat artificial și nu extras din zăcăminte naturale.
Reactoarele create de echipa condusă de profesorul Bruce Logan – director al Institutului pentru Energie și Mediu de la Penn State – folosesc electricitatea generată de panouri solare sau turbine eoliene pentru a produce hidrogen prin descompunerea apei. Microorganismele metanogene convertesc apoi acest hidrogen și dioxidul de carbon în metan, printr-un proces numit electrosinteză microbiană.
Un aspect deosebit al tehnologiei constă în funcționarea la o temperatură relativ scăzută, aproximativ 30°C. Aceasta contrazice metodele tradiționale care necesită temperaturi foarte ridicate, de sute de grade Celsius, și condiții industriale dificil de controlat. Noul reactor a demonstrat o producție de până la 6,9 litri de metan pe zi pentru fiecare litru de volum al reactorului, cu o eficiență coulombică de peste 95%, evidențiind o conversie aproape completă a curentului în metan.
Aplicabilitatea pentru stocarea energiei urbane
Una dintre provocările majore ale energiei din surse regenerabile este variabilitatea producției, care nu coincide întotdeauna cu cererea urbană de energie, mai ales noaptea sau în zilele lipsite de vânt. Metanul generat de reactor ar putea oferi o soluție eficientă pentru stocarea acestui surplus, transformând energia verde în combustibil chimic ușor de păstrat și utilizat ulterior.
Profesorul Logan subliniază că pentru stocarea pe termen lung, energia trebuie convertită într-o formă chimică, iar metanul este ideal pentru acest scop, datorită ușurinței cu care poate fi depozitat și transportat prin rețele deja instalate. Astfel, gazul natural produs biologic ar putea fi injectat direct în infrastructura existentă, evitând necesitatea unor investiții majore în rețele noi.
Cercetătorii intenționează ca astfel de reactoare să fie amplasate în apropierea fermelor solare sau eoliene, facilitând transformarea directă a electricității în gaz natural, pentru a fi folosit mai apoi în localități, contribuind astfel la o mai bună gestionare a energiei regenerabile și la reducerea dependenței de combustibili fosili.
