La generación de energía solar y eólica fluctúa ampliamente debido a fechas, clima y ubicación de las instalaciones, y cuando la generación excede la demanda o durante picos de uso, a menudo se desperdicia energía adicional debido a la falta de métodos efectivos de almacenamiento a largo plazo. Para mejorar la seguridad energética de EE.UU., no solo se necesita energía, sino también innovadoras formas de almacenamiento y distribución de energía.

Recientemente, investigadores del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore (LLNL) publicaron una nueva investigación en Cell Reports Sustainability, explorando el proceso de captura y conversión reactiva de dióxido de carbono (RCC) para producir gas natural renovable sintético, logrando así almacenamiento de energía a largo plazo.

La científica del LLNL y autora principal Alvina Aui introdujo que el RCC no extrae carbono del subsuelo, sino que considera el carbono superficial como un recurso. El gas natural renovable sintético como opción de almacenamiento de energía puede reducir la inestabilidad de la red causada por la intermitencia de energías como el viento y el solar.

El proceso RCC propuesto integra la captura y conversión de carbono en una sola plataforma utilizando materiales bifuncionales, eliminando los pasos intermedios de purificación de dióxido de carbono de alto consumo energético tradicionales. El autor correspondiente del proyecto y científico principal del LLNL, Simon Pon, indicó que este material bifuncional contiene simultáneamente los componentes químicos necesarios para la captura y conversión de dióxido de carbono; el dióxido de carbono capturado se convierte y libera, diferente del proceso de separación tradicional que requiere dos materiales de función única.

En la segunda etapa de conversión del proceso RCC, la electricidad generada por exceso de solar y viento puede descomponer el agua en hidrógeno y oxígeno, y el dióxido de carbono capturado reacciona con hidrógeno para generar metano, el componente principal del gas natural sintético. El almacenamiento, transporte y uso del metano son los mismos que los del gas natural tradicional, utilizando la infraestructura existente.

La investigación también evaluó la viabilidad económica del proceso RCC, proponiendo objetivos de rendimiento importantes que los materiales bifuncionales deben cumplir para mantener la competitividad, así como métodos para reducir costos y mejorar la eficiencia del proceso. Aui afirmó que el equipo de investigación colaboró estrechamente con el equipo experimental, modelando mediante la comprensión de la química subyacente y el comportamiento de los materiales, logrando una evaluación realista y justa del potencial y limitaciones del RCC.

El estudio encontró que, en muchos casos, el proceso RCC es más barato que otras soluciones de almacenamiento de energía a largo plazo a escala de servicios públicos, y tiene portabilidad y programabilidad; el producto de gas natural puede transportarse fácilmente a través de tuberías existentes.

Actualmente, el equipo experimental del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore está dedicado a desarrollar materiales bifuncionales, ejecutar el flujo RCC propuesto en el laboratorio y colaborar con la industria para escalar esta tecnología. Este logro de investigación promete traer nuevos avances en el almacenamiento y distribución de energía de EE.UU., ayudando a mejorar la seguridad energética.