" 在清洁能源存储的下一步可能采取的线索,从生物学|工程斯坦福学校

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          在清洁能源的存储,下一步可能需要从生物学的线索

          是否有可能把一个叫海藻甲烷球菌微生物进入可再生能源储存系统?

          Solar panels in the foreground, with a windmill in the distant background on a clear blue sky

          什么是长期储能未来? |路透社/裘永HAK

          可再生能源的成本已经稳步下降,但最大的问题一直是如何将其保存以备将来使用。

          “在加州孤独,价值数百万美元的可再生能源的正在消失,因为它不能存储,说:” 阿尔弗雷德spormann,化学工程和土木与环境工程教授。

          现在,多亏了合作与斯坦福化学工程师 托马斯·哈拉米略,spormann可能接近的溶液。他们正在开发使用微生物剩余的可再生电能转换成甲烷,它可以在这些时间被烧毁时,太阳能和风力发电不可用,或者在需求高峰期的实用方法。

          如果他们成功,这将是经过多年的设计,把微生物实验称为 甲烷 球菌 变成再生的能量存储系统。在自然界中,这些微生物摄取氢气和二氧化碳和甲烷渗出。 spormann一直试图从风能和太阳能资源养活这些微生物剩余电力,然后收集它们产生的甲烷。之前的实验工作过,但在他早些时候甲烷太慢实验中使用的工艺是可行的工业规模。

          spormann知道他需要加快微生物转化过程,所以他哈拉米略,谁开发谁使用电力驱动的化学反应过程联手。在这种情况下,通过贾拉米洛置于水中分裂ħ金属电极跑电2Ò成氢气和氧气的气体。氧鼓泡无害关闭。所释放的氢原子进行电子到微生物,其中该能量的到达促使微生物从大气和形式甲烷采摘二氧化碳。因为甲烷不溶于水,可以很容易地捕捉和存储。临界新颖性使用电极,以释放用于甲烷转化的许多氢原子。用电分解水和微生物,使甲烷提供甲烷的合成和储存先前已经缺乏的速度。

          混合工艺相结合电化学和生物学的想法本身不是新的。是什么原因使得它在过去的困难,spormann说,是大多数电化学反应通常采取杀死微生物的条件下进行。微生物的活性也可以弄脏的电极。通过与不同的金属和设置实验,申博体育的研究人员能够得到利用电极有用的甲烷产率是没有伤害的微生物。甚至更好,该效果最好,如镍 - 钼的电极金属,是廉价而丰富,这表明该方法可能是在实用规模的成本效益。

          spormann承认它可能看起来违反直觉的存储剩余风能和太阳能发电中甲烷,天然气中的关键部件,并且通常认为是一种温室剂的形式。但同时燃烧甲烷释放出二氧化碳,spormann说,在他们的系统中产生的沼气回收已经二氧化碳在大气中。

          结果已经引起了外界的兴趣。从美国能源部的资助,研究人员正与劳伦斯·利弗莫尔的工作更高效的设计国家实验室和美国南加州煤气。因为微生物必须从一个金属阴极吸收电子,一种策略是开发具有在空间中的小体积巨大的表面积,以提供更多的机会,以促进大气中的二氧化碳转化成甲烷阴极。

          spormann说的过程中还有另一个好处,当在整体电网的背景中考虑。公用事业目前使用天然气为动力的涡轮机在需求高峰期提供额外的电力。天然气涡轮机赞成这个角色,因为他们可以像在火炉燃烧器的关闭。今天他们烧天然气地下化石燃料源泵,因此最终释放出更多的二氧化碳排放到大气中。与此相反,该过程将存储剩余太阳能天然气的形式,其是碳中性的,和然后在花费上需求产生电功率的现有基础设施的优点的方式重新使用它。

          “我们可以存储清洁能源在饲料直接进入当前电网一种形式,” spormann说。

          合作进行的研究中做博士后研究frauke kracke和生命科学的研究人员约尔格斯特凡deutzmann在 Spormann的 实验室, 和博士后研究员黄宏发在哈拉米略的实验室。这项工作是由申博体育的全球气候和能源项目和SLAC国家加速器实验室的支持。