211service.com
Pigūs dyzelinu varomi kuro elementai
Norvegijos įmonė kuria tylius dyzelinius generatorius naujo tipo kuro elementų pagrindu. Šiaurės šalių energijos sistemos , kuri gamina generatorius tos šalies kariuomenei, sėkmingai išbandė 250 vatų kietosios rūgšties kuro elementą, kurį sukūrė SAFCell , „Caltech“ atšaka. Šiuo metu įmonės kuria 1,2 kilovato galios sistemą.
Elektrinės: Šie du SAFCell kuro elementų kaminų prototipai gamina elektrą iš vandenilio, net jei jis gaunamas iš dyzelinio kuro ir yra užterštas net 20 procentų anglies monoksido. Abu yra pagaminti iš 10 sujungtų kuro elementų. Mažasis – trijų colių skersmens – generuoja 30 vatų, o didesnis – 200 vatų.
Kietosios rūgšties kuro elementai vis dar yra ankstyvoje vystymosi stadijoje. Tačiau SAFCell teigia, kad jie paprastesni nei įprasti kuro elementai, o pagrindiniai komponentai (pvz., elektrolitas) gali būti pagaminti iš palyginti pigių medžiagų. Mokslininkai, kuriantys šią technologiją, mano, kad ji gali būti pakankamai pigi, kad pakeistų didelio efektyvumo elektrinėse naudojamas turbinas. (Didelė esamų kuro elementų kaina riboja juos nišinėmis programomis, pvz., atsargine energija.)
Naujieji generatoriai veikia gamindami vandenilio dujas iš dyzelino procese, vadinamame riformingu (degalai šildomi, bet nedeginami, maišomi su oru ir garais). Tada vandenilis tiekiamas į kuro elementą elektros energijai gaminti. Skirtingai nei kuro elementai, kurie buvo išbandyti automobiliuose, naujieji gali toleruoti nešvarumus, tokius kaip anglies monoksidas, kurių yra vandenilyje, pagamintame iš dyzelino. Didelės apimties gamyboje nauji kuro elementai taip pat gali būti žymiai pigesni nei aukštos temperatūros kietojo oksido kuro elementai, pvz., parduodami Žydėjimo energija , nes jie veikia žemesnėje temperatūroje, todėl nereikalauja brangių karščiui atsparių medžiagų, sako Calum Chisolm, SAFCell generalinis direktorius.
Kietosios rūgšties kuro elementai pirmą kartą buvo pademonstruoti laboratorijoje prieš 10 metų. Jie yra pagrįsti kietomis rūgštimis, kurios gerai praleidžia vandenilio jonus arba protonus – tai cheminių medžiagų klasė, kuri buvo atrasta devintajame dešimtmetyje, tačiau buvo manoma, kad jos nepraktiškos kuro elementams, nes ištirpsta vandenyje, kuris susidaro, kai kuro elementai. sujungti vandenilį ir deguonį. „Caltech“ medžiagų mokslo ir chemijos inžinerijos profesorė Sossina Haile ir jos kolegos rado paprastą būdą išspręsti šią problemą: naudokite kuro elementus esant pakankamai aukštai temperatūrai, kad vanduo virstų garais, kurie netirpdo kietųjų rūgščių.
Gauti kuro elementai sujungė dviejų pagrindinių kuro elementų tipų privalumus: polimero-elektrolito-membranos kuro elementus ir kietojo oksido elementus. Kuro elementai, pagaminti iš polimero-elektrolito-membranos, tipo GM ir kitų automobilių įmonių, naudojamų savo kuro elementų transporto priemonių prototipuose, yra patogūs, nes jie veikia žemoje temperatūroje. Tačiau esant tokiai žemai temperatūrai anglies monoksidas gali kauptis ant katalizatorių ir neleisti jiems atlikti savo darbo. Tam reikia naudoti išgrynintą vandenilio kurą, kuris nėra plačiai prieinamas. Nauji kietosios rūgšties kuro elementai gali veikti aukštesnėje temperatūroje (250 °C vietoj 90 °C), kai anglies monoksidas nėra problema, todėl gali veikti naudojant vandenilį, pagamintą vietoje iš gamtinių dujų ir net palyginti nešvaraus kuro. pavyzdžiui, dyzelinas, kuris yra daug lengviau prieinamas nei vandenilis.
Nauji kuro elementai yra panašūs į kietojo oksido elementus. Tačiau pastarieji paprastai veikia aukštoje temperatūroje – nuo 800 °C iki 1000 °C – ir reikalauja brangių medžiagų. Tikimasi, kad nauji kuro elementai, pradėję gaminti komerciškai, kainuos maždaug tiek pat, kiek kietojo oksido kuro elementai, kuriuos parduoda „Bloom Energy“, sako Chisolmas, tačiau sąnaudos gali greitai sumažėti iki maždaug dešimtosios „Bloom“ technologijos kainos. įmonė kuria ir diegia įvairias sąnaudų taupymo priemones. Tuo metu kuro elementai būtų pakankamai pigūs, kad galėtų konkuruoti su didelio efektyvumo turbinomis, naudojamomis elektrinėse.
Vienas iš pagrindinių iššūkių yra sumažinti naudojamo platinos katalizatoriaus kiekį Robertas Savinelis , Case Western Reserve universiteto chemijos inžinerijos profesorius. Haile ir SAFCell tyrėjai jau nustatė platinos-paladžio katalizatorių ir katalizatoriaus nusodinimo metodus, kurie sumažina reikiamą platinos kiekį ir padidina galią, tačiau platinos kiekį reikia sumažinti daugiau. Jie kuria naujus katalizatorius, kurie naudojasi tuo, kad sistema veikia palyginti žemoje temperatūroje.
Kitas variantas yra platinos perdirbimas, palyginti paprastas procesas dėl kuro elementų cheminės sudėties, sako Chisolmas. Tai, kartu su geru finansavimo planu, leistų kuro elementams pasiekti 1000 USD už kilovatą ribą, plačiai vertinamą kaip tašką, kai kuro elementai bus pradėti naudoti masiškai, sako jis.