Ученые из Технологического института Карлсруэ (Германия) первыми провели масштабное исследование, оценивающее потенциал использования железа в качестве химического накопителя для возобновляемой энергии. Статья опубликована в журнале Chem Circularity.
Будь то энергия ветра в прибрежных регионах или солнечная энергия в пустынях, в будущем железо может стать транспортируемым носителем, который сделает эти возобновляемые ресурсы доступными по всему миру. Этот процесс работает как замкнутый цикл без выбросов углекислого газа: для выработки электричества железный порошок сжигается, превращаясь в оксид железа, то есть в обычную ржавчину.
Затем, используя водород, полученный из возобновляемых источников, ржавчину восстанавливают обратно до чистого железа, удаляя из нее кислород. При сжигании такой порошок ведет себя очень похоже на уголь. Исследователи пришли к выводу, что старые угольные электростанции можно перепрофилировать под железо — потребуется лишь модификация теплогенератора, тогда как турбины, паровой цикл и подключение к сети останутся прежними.
Дополнение к водородной экономике
Моделирование энергетической системы Европы до 2050 года показало, что железо не вытеснит водородные технологии, но станет их важным дополнением. Железный порошок исключительно хорош для долгосрочного хранения — его легко складировать и перевозить. В то же время водород требует создания невероятно дорогой инфраструктуры из трубопроводов, импортных терминалов и огромных подземных хранилищ.
Использование железа позволило бы транспортировать возобновляемую энергию по всему миру с меньшими капиталовложениями. Одновременно с этим излишки электроэнергии в Европе могли бы направляться на установки по восстановлению отработанного оксида железа с использованием местного «зеленого» водорода, замыкая энергетический цикл.
Электростанции на железном порошке оказались особенно перспективными для стран, не имеющих развитой гидроэнергетики или условий для подземного хранения газов. Они помогут закрыть дефицит энергии в периоды затишья ветра или облачных дней. Если инженерам удастся эффективно и недорого восстанавливать ржавчину, нас может ожидать наступление нового, экологически чистого «железного века».
Ранее Наука Mail рассказывала, что ученые нашли способ превратить бумажные отходы в ценное биотопливо.