L'immagazzinamento di elettricità rinnovabile in molecole può risolvere due problemi contemporaneamente:primo fra tutti la CO . dannosa per l'ambiente ₂ può essere utilizzato come materia prima, e in secondo luogo può aumentare la capacità di immagazzinare elettricità rinnovabile in legami chimici per lunghi periodi di tempo. Quest'ultimo è necessario perché le batterie tradizionali non hanno ancora la capacità di garantire una flessibilità sufficiente, stabilità e sicurezza per immagazzinare energia eolica e solare su larga scala per lunghi periodi di tempo. I ricercatori dell'Università di Utrecht hanno pubblicato un articolo di Prospettiva sullo status quo del "potere al metano" all'inizio di questo mese in Catalisi della natura .

La prima autrice Charlotte Vogt afferma:"Oltre a comprendere i concetti fisici e chimici fondamentali alla base delle reazioni catalitiche, Sono particolarmente interessato a sapere se e come la ricerca che sto facendo può avere un impatto sulla società. Ecco perché ho voluto iniziare questo socialmente rilevante, ma ancora fondamentale progetto di ricerca."

Dieci volte più economico

Un altro processo che può essere utilizzato per immagazzinare elettricità nelle molecole è la conversione dell'acqua in idrogeno tramite elettrolisi. Questo processo è più economico della metanazione, perché comporta un minor numero di fasi di reazione. I ricercatori hanno ora calcolato che, nonostante questo costo più elevato del processo, può ancora essere utile ricavare metano dalla CO ₂ perché lo stoccaggio del metano è dieci volte più economico dell'idrogeno. Per di qua, possiamo immagazzinare elettricità per le stagioni in un modo potenzialmente più economico rispetto all'utilizzo del solo idrogeno.

"La parte importante di questa idea è che non mandiamo il metano alle case, dove viene riemessa come CO ₂ , ma piuttosto riciclare questo carbonio ancora e ancora in un processo a ciclo chiuso, " afferma Vogt. "Questo processo di utilizzo del metano come batteria chimica ha un'efficienza complessiva di circa il 34%, quindi abbiamo bisogno di molta CO ₂ per garantire che la nostra "batteria" diventi abbastanza grande." Un'altra opzione è quella di produrre metano da biomasse o rifiuti urbani con risorse sostenibili. In questo caso, il metano potrebbe essere inviato alle case attraverso la nostra rete di gas naturale. Però, senza una carbon tax questo gas naturale sintetico (SNG) sarà più costoso del metano fossile, quindi è improbabile che questo processo si concretizzi nel prossimo futuro.

Direzione di ricerca promettente

I ricercatori concludono quindi che "Power to Methane" è davvero una direzione di ricerca promettente per alcuni punti dolci geografici del mondo dove ci sono molti CO ₂ emissioni (vicino alla grande industria per esempio, chiamate sorgenti puntiformi), insieme alla produzione di energia elettrica rinnovabile. Esempi di tale CO ₂ fonti puntuali sono industrie petrolchimiche e metallurgiche, entrambi presenti nei Paesi Bassi. I ricercatori concludono infine che il futuro della fornitura di energia non dipendente dai combustibili fossili dipende principalmente dalla velocità con cui possiamo rendere la conversione dell'acqua in idrogeno molto più economica, e a lungo andare converte direttamente acqua e CO ₂ in idrocarburi, che possiamo utilizzare direttamente nella rete di trasporto dell'energia, il metano ne è un esempio.

Il lavoro ha comportato una stretta collaborazione tra il Prof. Gert Jan Kramer del Copernicus Institute of Sustainable Development dell'Università di Utrecht, e Charlotte Vogt, Matteo Monai, e il prof. Bert Weckhuysen, che sono chimici presso il gruppo di chimica inorganica e catalisi dell'Università di Utrecht.

Bert Weckhuysen:"Come ricercatori scientifici abbiamo la responsabilità di essere consapevoli dell'impatto socioeconomico della nostra scienza, e chimica catalitica in particolare. Collaborando in questo modo, utilizziamo la nostra conoscenza combinata per aiutare a determinare su quali direzioni di ricerca e tecnologia la società dovrebbe porre l'accento".