Накопление электроэнергии считается одной из 12 прорывных технологий, которые существенным образом изменят мировую экономику. Ученым Южно-Уральского государственного университета удалось подойти к решению этой проблемы. Они представили проект, который поможет хранить электроэнергию в промышленных масштабах.
Сейчас активно используются альтернативные источники энергии, которые решают одну из важнейших проблем современности — производство электроэнергии с использованием экологически чистых технологий. Однако энергия солнца и ветра имеет резкие суточные и сезонные колебания и без накопителя энергии солнечные батареи и ветроэнергетичесие установки остаются неэффективными. Как отметил руководитель проекта, заведующий кафедрой «Теоретические основы электротехники» энергетического факультета ЮУрГУ Сергей Ганджа, проблема накопления электроэнергии сейчас остро стоит перед мировым сообществом. Это связано с тем, что электроэнергию легко произвести, передать на большие расстояния и использовать, но хранить очень сложно и дорого. Для этого необходимо перевести ее в другие виды. Например — в химическую.
Однако существующий способ накопления ее в аккумуляторных батареях не подходит для использования в промышленных масштабах — аккумуляторы ограничены в объемах и затратны. Как рассказал «РГ» Сергей Ганджа, в вузе разработали проект, который позволит не только хранить электроэнергию в неограниченных масштабах, но и сделает этот процесс экологически чистым. Среди авторов — группа ученых из ЮУрГУ и приглашенный специалист по топливным элементам — исследователь из института нефти и газа Ирана Лейла Самие.
В основе проекта лежит технология получения метанола с использованием электричества, воды и углекислого газа, взятого из воздуха. Таким образом, электрическую энергию переводят в жидкое топливо, которое можно хранить в неограниченных объемах. Его получают при химическом соединении водорода, который вырабатывает при электролизе воды, с углекислым газом. Такое жидкое топливо можно использовать в хорошо отлаженной технологии с использованием метаноловой батареи, получая обратно электричество, тепло, и воду.
Как отметил Сергей Ганджа, уникальность разработки состоит в том, что ранее никому не удавалось довести цепочку преобразования энергии до метилового спирта. По его словам, подобные работы проводили в Австрии, где ученые дошли до метана, получая его в две ступени. Однако хранение газа гораздо сложнее и дороже. Челябинским ученым удалось усовершенствовать технологию.
— При использовании данной технологии нет никаких выбросов. Мы не добавляем лишний углекислый газ в атмосферу. Мы забираем его из воздуха и возвращаем обратно. Получается круговорот углекислого газа в природе, — пояснил руководитель проекта. — Сейчас ученые обеспокоены тем, что слишком много углекислого газа выбрасывается в атмосферу. Для нас же это сырье. Мы планируем дальше развивать эту технологию и решить проблему с лишними выделениями углекислого газа промышленных предприятий, переводя выбросы в полезное топливо.
Единственный минус данной технологии состоит в самом производстве метила — для этого потребуются не самые дешевые катализаторы на основе драгоценных металлов. Однако этот недостаток перекрывается тем количеством энергии, которое можно накапливать с помощью метилового спирта, что делает подобную технологию более выгодной для использования. Первая накопительная установка станет частью еще одного проекта вуза — энергоэффективного дома для экологически чистого поселения, разработанного специально для уральского региона.
Текст: Мария Гафурова
