Eine aufkommende Alternative zur Speicherung von komprimiertem Erdgas (CNG) ist die sogenannte adsorbierte Erdgasspeicherung (ANG), bei der der Tank mit einem porösen Material mit großer Oberfläche gefüllt ist. Das Gas wird gespeichert, weil seine Moleküle an der Materialoberfläche haften. CNG-Systeme speichern Gas bei etwa 250 Atmosphären Druck, aber Long sagt, dass seine Gruppe ein CNG-System entwerfen will, das es bei 35 bis 65 Atmosphären speichern kann. Die Speicherung bei 35 Atmosphären würde bedeuten, dass Menschen, die Erdgas zum Heizen und Kochen in ihren Häusern verwenden, ihre Autos zu Hause mit einem einfachen und kostengünstigen Kompressor auftanken könnten, sagt er.
Es gibt noch keine kommerziell erhältlichen ANG-Fahrzeuge, aber es besteht ein erhebliches Interesse an der Technologie und sie ist ziemlich ausgereift. Dieses Projekt wurde von der Advanced Research Projects Agency des US-Energieministeriums-Energy- unterstützt, und Longs Gruppe erhielt auch technische Unterstützung von der Ford Motor Company, die seit 2009 fast 60.000 CNG-Fahrzeuge verkauft hat.
Bisher hat die Physik jedoch die Reichweite von Autos mit ANG-Systemen eingeschränkt. Die Herausforderung bestand darin, ein Material zu entwickeln, das Gas beim Zieldruck von 35 Atmosphären adsorbiert, aber auch alles freisetzt, bevor der Druck fünf bis sechs Atmosphären erreicht, den Mindestdruck, bei dem der Motor laufen kann. In zuvor demonstrierten Systemen bleibt zu viel Gas im Tank stecken und kann nicht verwendet werden, sagt Long.
Um dies zu umgehen, verwendete die Gruppe „flexible“ metallorganische Gerüste, die sich von den starren unterscheiden, die zuvor in ANG-Systemen ausprobiert wurden. Die Materialien dehnen sich nach Erreichen eines bestimmten Drucks aus und öffnen ihre Poren, um das Gas beim Auffüllen zu adsorbieren. Bei einem niedrigeren Druck, aber etwas höher als der Mindestdruck, bei dem der Motor läuft, kollabieren die Materialien und drücken das gesamte Gas heraus, damit der Motor es verwenden kann.
Die neuen Ergebnisse legen nahe, dass ANG—Systeme, die auf diesen Materialien basieren, höhere Speicherkapazitäten — und damit größere Reichweiten – erreichen könnten, als dies in Systemen mit starren Materialien möglich war. Es ist ein wichtiger Proof-of-Principle, aber es ist eine ganze Menge technischer Arbeit erforderlich, bevor Systeme, die auf solchen Materialien basieren, kommerzialisiert werden können, sagt Long.
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