Πώς θα αποθηκεύουμε το φυσικό αέριο στο μέλλον;

O Chris Wilmer μοιράστηκε το όραμά του στο SolveForX

Πηγή:en.wikipedia.org
Τα μεταλλικά οργανικά πλαίσια (MOFs) θα μπορούσαν κατά τον Κρις Γουίλμερ να προσφέρουν λύση στο θέμα της αποθήκευσης του φυσικού αερίου

Το φυσικό αέριο έχει αδιαμφισβήτητα πολλά δυνατά σημεία σε σχέση με το πετρέλαιο, που συνοψίζονται χονδρικά στο εξής τρίπτυχο: χαμηλότερη τιμή, λιγότερες εκπομπές ρύπων, μεγαλύτερη επάρκεια. Γι’ αυτό άλλωστε ο μηχανικός Christopher Wilmer* …πίνει νερό στο όνομά του, υποστηρίζοντας ότι αποτελεί την ισχυρότερη εναλλακτική ώς προς το κυρίαρχο στα επόμενα χρόνια καύσιμο της παγκόσμιας αυτοκινητοβιομηχανίας.
Ταυτόχρονα όμως, η χρήση του φυσικού αερίου συνοδεύεται από πολλές προκλήσεις, που σχετίζονται πρώτα από όλα με τη συμπίεση και την αποθήκευσή του. Σε ομιλία του στο SolveForX, το think tank πρότζεκτ που ξεκίνησε η Google, o Wilmer προσπάθησε να δώσει απαντήσεις, που σχετίζονται ακριβώς με την αντιμετώπιση αυτών των προκλήσεων.

Αν βρεθεί ένας πιο αποδοτικός τρόπος για την αποθήκευση του φυσικού αερίου, λέει ο Wilmer, μπορεί να εκμηδενιστεί η ανάγκη χρήσης βαριών και ογκωδών δεξαμενών και ακριβών πρατηρίων καυσίμων. Σήμερα, περίπου 65.000.000 νοικοκυριά στις ΗΠΑ χρησιμοποιούν φυσικό αέριο. Αν η χρυσή λύση για την αποθήκευση του καυσίμου βρισκόταν, τότε ο ανεφοδιασμός των αυτοκινήτων τους θα μπορούσε να γίνεται …στο γκαράζ κάθε σπιτιού.

Αέριο ίσο με το 1% της παγκόσμιας ενεργειακής ζήτησης …γίνεται αέρας

Παράλληλα, περίπου 100 δισεκατομμύρια κυβικά μέτρα φυσικού αερίου-παραγώγου γεωτρήσεων πετρελαίου εξακολουθούν να αναφλέγονται -αντί να αξιοποιούνται- κάθε χρόνο, απελευθερώνοντας ρύπους, συχνά επικίνδυνους, στην ατμόσφαιρα. Η ποσότητα αυτή αντιστοιχεί σε περίπου 1% της παγκόσμιας ζήτησης ενέργειας.
Τι μπορούμε να κάνουμε λοιπόν για να μην …πετάμε πια αυτό που χρειαζόμαστε; Σε νανο-κλίμακα, ο ενεργός άνθρακας προσφέρει δυνατότητα αποθήκευσης φυσικού αερίου, αλά ουδείς μέχρι σήμερα έχει βρει πρακτικά τον τρόπο να αποθηκεύσει και να χρησιμοποιήσει το αέριο.

Η αποθήκη του μέλλοντος μπορεί να λέγεται MOFs;

Λαμβάνοντας υπόψη όλον αυτόν τον προβληματισμό, ο Wilmer πρότεινε τη χρήση Μεταλλικών Οργανικών Πλαισίων (Metal Organic Frameworks-MOFs) ώς το πορώδες-σπογγώδες υλικό επί του οποίου το αέριο μπορεί να αποθηκευτεί αλλά και να “εκφορτιστεί” κατά βούληση. Τα MOFs είναι ενώσεις ιόντων μετάλλων σε επίπεδο νανο-κλίμακας ή συμπλέγματα γνωστά ως δευτερεύουσες δομικές μονάδες (SBUs) και συνδετικά οργανικά μόρια ή συνδετήρες. Αυτοί κρατούν τις SBUs μαζί σε ένα σπογγώδες δίκτυο.
Όπως υποστηρίζει ο Wilmer, τα MOFs έχουν τρισεκατομμύρια ενιαίους και τέλεια σχηματισμένους “χώρους”, όπου μπορεί να αποθηκευτεί το αέριο. Μάλιστα, οι “τσέπες” εντός των πλαισίων μπορούν να προγραμματιστούν με τέτοιο τρόπο, ώστε να έλκουν συγκεκριμένα μόρια αερίου και να απωθούν άλλα -έτσι ο διαχωρισμός του αερίου θα είναι εύκολος.
Σε όσους έσπευσαν να θεωρήσουν την πρόταση υπερβολικά φιλόδοξη, o Wilmer απάντησε με το παράδειγμα των πλαστικών. Μέχρι το 1950 η χρήση τους ήταν πολύ μέτρια. Εν έτει 2015 όμως, βρίσκονται παντού.
Επιπλέον, ενώ τα πολυμερή αναπτύσσονται ώς αλυσίδες μονομερών προς μία διάσταση, τα MOFs αναπτύσσονται και προς τις τρεις, δημιουργώντας άκαμπτες -αλλά ευέλικτες- τρισδιάστατες δομές, όταν ο δημιουργός “χτίζει” το πλαίσιο σε επίπεδο nano. Ο Wilmer ελπίζει ότι αυτή η τεχνολογία θα επιτρέψει τη χρήση τού φυσικού αερίου σε πολλές ακόμη εφαρμογές, από μηχανές γκαζόν μέχρι αυτοκινητάκια του γκολφ. Παράλληλα, θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί στη βιομηχανία ιατρικού οξυγόνου και κατασκευής ημιαγωγών. Αν μη τι άλλο, ο κ.Wilmer είναι σίγουρα φιλόδοξος…

*Ο Chris Wilmer είναι συνιδρυτής της NuMat Technologies, η οποία ασχολείται ακριβώς με την αναζήτηση και διερεύνηση νέων μεθόδων αποθήκευσης αερίου και καθηγητής σε εργαστήριο του University of Pittsburgh

Πηγές άρθρου: engineering.com, allreadable.com

Δείτε το ΒΙΝΤΕΟ με τον ομιλία του Wilmer στο SolveforX

Comments are closed