低CO 2排放的能量系统需要更多的可再生能源。这需要新的解决方案，考虑到风能，水电，太阳能等的相当大的变化。其中一个解决方案是分布式能源系统。在这里，必须能够使用例如本地SPEC电解池在本地存储多余的能量。该技术的基础由CASE研究项目开发。
如今，大多数能源都是在基于煤，石油和天然气等化石燃料的大型集中发电站生产的。然后是水力发电站，核电站和风电场产生的能源。能量只从中央发电站到电网再向消费者流动。现在的想法是，应该将更多的可再生能源输入电网。这需要新的解决方案，考虑到风能，水电，太阳能等的相当大的变化。其中一个解决方案是分布式能源系统。
分布式能源系统由许多小型，地理位置分散的生产单元和一些大型中央单元组成。传输系统的不同部分彼此独立运行，但可以使用IT一起运行，从而可以利用中央和本地技术来满足当下的能源需求。在本地，能源将在更大程度上来自当地的能源资源，如太阳，风，稻草等。
储能很重要
在本地，这将需要能够将来自可再生资源的剩余电力转换为可以存储的能量。其中一个选择是将剩余产量存储为化学能。这可能是化合物的形式，如液体甲醇(CH 3 OH)或气体，如天然气(CH 4)或合成气(CO + H 2))。一旦能量转化为这些化合物(称为合成燃料)，就很容易储存在储罐和压力罐中。合成燃料可直接用于汽车和化学工业的原料。这个原则基本上没有什么新东西。唯一的问题是，今天的技术最适合在高温下运行的大型中央工厂。因此，有必要开发在较低温度下操作的新型设备，从而适合与本地风力涡轮机一起安装。
目标是通过一项新的研究计划 - 可持续能源催化(CASE)实现这些目标，该计划将开发催化剂，将当地可再生能源转化为化学能，例如氢或甲醇。CASE由DTU物理学院的JensK.Nørskov教授领导。
电解槽可将CO 2转化为有用的燃料
从电能到化学能的步骤需要电解过程。通过电解，水通过电力转化为氢气和氧气(以及CO 2到CO和氧气)。ABF(燃料电池和固态化学部门)以SOEC电解电池的形式为此开发电解电池。“SOEC电解槽由陶瓷材料构成，原则上是一种反向SOFC燃料电池，Risø正在与托普索燃料电池一起开发，”ABF研究教授Mogens Mogensen说道(燃料电池和固体)国家化学科)。
在电解池的方法，在现实中对应于大自然本身的光合作用，这需要CO的部分2从空气中并将其转换为化学能的糖形式的存储。因此，电解电池可以有助于从空气中去除CO 2。换句话说，他们像森林在吸收二氧化碳的作用2。
通过将CO 2在电解池中液体合成燃料，我们的交通工具可以使用可持续能源，功率从风力涡轮机和太阳能电池。当汽车上合成燃料运行时，CO 2被释放到大气中。然而，不再使用CO 2来生产合成燃料，这实际上意味着不向大气中添加CO 2。
大型中央合成燃料厂的高温
与其他电解方法相比，高温电池非常有效，因为它们从给定的电量产生更多的氧气和一氧化碳。这是因为在高温下，水和二氧化碳可以利用热量分解成合成气(氢气+一氧化碳)和氧气，SOEC电池因此自冷却：当电流通过某些东西时不可避免地产生的热量 - - 这是电解过程所必需的。而且，可以利用通常可用作来自例如发电站和工业的余热的热量。
“这些高温电解槽适用于从合成气制造合成燃料的大型中央工厂。电解工艺之后的催化工艺需要一个完整的设施，催化反应器与电解槽装置连接，因为合成烃是在如此高的温度下(超过650°C)不稳定。这样的设施可能需要超过100兆瓦才能在经济上可行，“Mogens Mogensen说。此外，您可以避免大型工厂的热量损失。
在SERC(战略电化学研究中心)已经对高温电池进行了一段时间的工作，许多企业和研究中心正在合作开发这些类型的电解电池。
当地生产合成燃料的温度很低
对于当地的生产条件，有必要开发可在200-400℃范围内的温度下操作的电池。这样，可以建立小型的局部电解设备，其可以直接连接到本地风力涡轮机并且为局部区域生产合成燃料。“我们的愿景是能够建造小型模块化工厂，其中一个站在当地的每个风力涡轮机旁边，”Mogens Mogensen说。
较低的温度意味着较少的热量损失，并且使得建造小型和模块化电解设备更容易。为了取得成功，有必要开发全新的材料。这些将在CASE研究计划中制定。ABF正在使用两种电解质类型。一种是介孔陶瓷材料，它可以吸收纳米孔中的液体电解质并保留它们。第二种是低温质子传导材料，它使用固体陶瓷电解质。
来自丹麦底土的石灰石可用于生产可持续的合成燃料
将CO 2与大气直接分离是困难且昂贵的。因此莫恩斯莫根森教授设想必要的CO 2从其他来源。例如啤酒厂和第二代生物醇工厂，其中发酵产生大量的CO 2。另一种可能性是使用丹麦最普遍的原料石灰石(碳酸钙)。加热石灰石释放出CO 2，留下生石灰(氧化钙)。水与生石灰混合 - 或“熟化” - 生成熟石灰(氢氧化钙)，由此大部分热量再次释放。
众所周知，熟石灰相对较快地从空气中重吸收CO 2。与沙子混合的熟石灰被称为砂浆，其传统上被用作砖石中的粘合糊剂。砖块间的湿砂浆吸收CO 2从空气中，并通过形成石灰与结合砖一起石头硬物质硬化。
换句话说，石灰是碳循环的一部分。当石灰燃烧时释放的CO 2在熟石灰吸收CO 2时再次被吸收，从而转化为石灰。正是这个循环可用于制造合成的CO 2 -中性燃料。“你可以因此生产合成燃料，基于CO问心无愧2石灰和使用它的汽车运输，作为释放CO 2是由二氧化碳熟石灰再吸收2最初来自于，”莫根斯·莫根森说。
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