211service.com
Praktiška kuro elementų elektrinė
Vienas iš efektyviausių būdų gaminti energiją būsimose anglies dujinimo elektrinėse yra kietojo oksido kuro elementai, kurie naudoja vandenilį iš dujų srauto elektrai gaminti per chemines reakcijas. Tai yra efektyviau nei tiesiog sudeginti dujų srautą, susidarantį dujofikuojant anglį. Skirtingai nuo kitų kuro elementų tipų, kietojo oksido tipas gali veikti esant labai aukštai temperatūrai ir efektyvumui, ir gali būti padidintas, kad miestams būtų suteikta energija.
Naujasis GE kietojo oksido kuro elementų prototipas pasiekia išlaidų proveržį dėl pigaus gamybos proceso, kuriame surenkami keramikos ir elektrolito sluoksniai. Šešių kilovatų galios įrenginys, kurio efektyvumas yra 49 procentai angliavandenilių kuro, šiuo metu vertinamas JAV Energetikos departamento, kad būtų galima jį panaudoti energijos gamybai būsimose anglies dujinimo jėgainėse. (Kreditas: GE)
Tačiau tarp įvairių iššūkių kuriant technologiją, gamybos sąnaudos buvo galimas sandorio nutraukėjas. Dabar GE mokslininkai pademonstravo gamybos metodą, pagal kurį pigiai surenkami keraminių ir elektrolitinių medžiagų sluoksniai, kad galutinį produktą būtų galima pagaminti už maždaug 800 USD už kilovatą, o tai pradeda artėti prie 500–550 USD už kilovatą statybos kainą. įprastą dujomis kūrenamą elektrinę.
GE šešių kilovatų prototipas pasiekia 49 procentų efektyvumą kurą paverčiant elektra, o tai yra palankiai palyginus su įprastų anglimis kūrenamų elektrinių 35 procentų efektyvumu. Manau, kad GE sukūrė naują pažangą, sako Wayne'as Surdovalis, kuro elementų technologijų vadovas. Nacionalinė energetikos technologijų laboratorija , priklausantis JAV Energetikos departamentui, kuris finansuoja šis projektas ir kiti skirtų geresnių kietojo oksido kuro elementų gamybai. Esmė, priduria jis, yra ta, kad GE prototipas yra ypač nebrangus kuro elementas. Iš esmės jūs naudojate paprastus gamybos būdus, naudodami gana nebrangias medžiagas ląstelėje.
Surdoval šį procesą lygina su picos tešlos gaminimu. Trys medžiagų rinkiniai – du elektrodai ir vienas elektrolitas, sudarantys kiekvieną kuro elemento sluoksnį – sumaišomi ir įdedami per du juos suspaudžiančius volelius. Turite tris skirtingas tešlas, kiekvieną išlygiate, tada sluoksniuojate, tada išlygiate, aiškina jis. Tada iš esmės jūs jį kepate.
Pasak Kelley Fletcher, tvarios energijos programų pažangių technologijų lyderės, šis procesas atveria kelią masinei gamybai. GE pasauliniai tyrimai , Niskayuna, NY. Žmonės sukūrė kuro elementus, kurie gamina daugiau galios, ir žmonės taip pat gamino tokius, kurie pasiekė tokį efektyvumo lygį, sako jis. Tačiau tai padaryti viename pakete ir pagal sąmatą, kurią padarėme, yra tikras pasiekimas. Ankstesnių prototipų gamyba kainavo tūkstančius dolerių už kilovatą, sako jis.
Žinoma, yra ir kitų kliūčių. Angliavandenilyje esanti siera gali užteršti kuro elementą ir jį suardyti. GE ir kiti dirba su įvairiais pirminio apdorojimo procesais, kad teršalai nepatektų į kuro elementą. Pavyzdžiui, Tuftso universiteto mokslininkai sukūrė būdą, kaip panaudoti cerio ir lantano oksidus sierai pašalinti.
Maria Flytzani-Stephanopoulos , Tufts chemijos inžinierius, vadovavęs šveitiklio kūrimui, perspėja, kad nors GE darbas yra įspūdingas, laukia dideli iššūkiai. Manau, kad pateikti skaičiai yra reikšmingas pokytis, sako ji. Žinoma, būsimame darbe turi būti įrodyta, kad didinimo sistemos yra vienodai veiksmingos.
Darbas yra Energetikos departamento dalis švarios anglies iniciatyva pradėtas statyti 2003 m., kurio tikslas per dešimt metų pastatyti labai efektyvią kelių megavatų kietojo oksido kuro elementų elektrinę, sujungtą su anglies dujinimo technologija. Manoma, kad JAV žemėje yra apie 250 metų anglies. Tačiau anglies deginimas yra pagrindinis veiksnys, didinantis visuotinį atšilimą; iš tiesų, anglys išskiria daugiau anglies dioksido kiekvienam pagamintos energijos vienetui nei bet kuris kitas iškastinis kuras.
Anglies dujinimo įrenginiuose anglys kaitinamos ir paverčiamos sintetinėmis dujomis – daugiausia anglies monoksido ir vandenilio mišiniu. Tada tai gali būti sudeginama tam tikro tipo elektrinėje, vadinamoje integruotu dujinimo kombinuotu ciklu. GE technologija leistų iš sintezės dujų ištraukti vandenilį ir išsiųsti per kietojo oksido kuro elementą.