211service.com
Labāks veids, kā iegūt ūdeņradi?
Jauns process alumīnija sakausējumu izmantošanai, lai no ūdens iegūtu ūdeņradi, varētu padarīt degvielas šūnu transportlīdzekļus praktiskākus, saka Džerijs Vudalls , Purdue elektrotehnikas un datortehnikas profesors.
Gāzēšana: Šis alumīnija sakausējums ātri izvelk skābekli no ūdens, veidojot alumīnija oksīdu un izdalot ūdeņraža gāzi. Ūdeņradi automašīnās varētu izmantot benzīna vietā.
Ūdeņraža degvielas šūnas ir pievilcīgas, jo tās nerada kaitīgus izmešus, bet ūdeņraža gāzi ir grūti transportēt, un ūdeņraža transportlīdzekļiem ir ierobežots darbības rādiuss, jo uz kuģa ir grūti uzglabāt lielu daudzumu ūdeņraža. Daudzi pētnieki izstrādā metodes, kā uzglabāt vairāk ūdeņraža, tostarp iepakojot to oglekļa nanocaurulēs vai īslaicīgi uzglabājot ķīmiskos savienojumos. Woodall risinājums ir uzglabāt ūdeņradi kā ūdeni, sadalot ūdeņradi no skābekļa tikai tad, kad tas ir nepieciešams transportlīdzekļa darbināšanai.
Šā gada sākumā Woodall ziņoja, ka ir veiksmīgi ģenerējis ievērojamu daudzumu ūdeņraža, izmantojot alumīnija un gallija kombināciju. Tomēr šajos eksperimentos sakausējums saturēja galvenokārt galliju, kas gan ierobežoja materiāla ūdeņraža ģenerēšanas spēju, gan saglabāja augstas izmaksas. Piektdien nanotehnoloģiju konferencē Woodall prezentēs jaunus darbus, kas parāda, ka process izdodas ar sakausējumu, kas satur 80 procentus alumīnija. Tas varētu padarīt sistēmu daudz praktiskāku, samazinot dārgā gallija daudzumu, vienlaikus palielinot aktīvā materiāla daudzumu.
Woodall process darbojas, jo alumīnijam ir spēcīga afinitāte pret skābekli, kā rezultātā metāls sadala ūdeni, veidojot alumīnija oksīdu un izdalot ūdeņradi. Šis ķīmiskais pamatprocess, protams, ir labi zināms, taču problēma ir tāda, ka, tiklīdz alumīnijs tiek pakļauts gaisam, tas ātri izveido plānu alumīnija oksīda slāni, kas noslēdz lielāko alumīnija daļu un neļauj tam reaģēt ar ūdens. Vudala ieskats, saka Sunita Satjapal , kurš vada Enerģētikas departamenta (DOE) ūdeņraža uzglabāšanas programmu, izmanto galliju, lai novērstu šī slāņa pilnīgu noblīvēšanu no alumīnija. Lai gan molekulārie mehānismi joprojām nav izprasti, ir zināms, ka gallijs rada spraugas oksīda slānī, kas ļauj alumīnijam ātri reaģēt ar skābekli ūdenī, bet ne ar skābekli gaisā.
Woodall paredz sistēmu, kurā alumīnija granulas tiktu nogādātas uz degvielas uzpildes stacijām, kur autovadītāji atsevišķos konteineros iekrautu aptuveni 50 kilogramus granulu un 20 kilogramus ūdens, abas sajaucot pēc vajadzības, lai iegūtu ūdeņradi un alumīnija oksīdu. (Tas nodrošinātu aptuveni 60 kilogramu benzīna ekvivalentu, saka Vudalls.) Alumīnija oksīdu var pārstrādāt, izmantojot to pašu procesu, ko izmanto alumīnija kārbām, un galliju var viegli atdalīt no alumīnija oksīda un izmantot vēlreiz.
Taču elektrība, kas nepieciešama alumīnija pārstrādei, varētu būt problēma, jo tas būtu galvenais piesārņojuma avots, ja vien tā nenāk no tīriem avotiem, piemēram, saules vai vēja. Arī Satyapal saka, ka procesa energoefektivitāte neatbilst DOE mērķiem.
DOE kopā ar naftas un automobiļu kompānijām ir noteikusi mērķus attiecībā uz ūdeņraža daudzumu, kas jāuzglabā transportlīdzeklī, lai nodrošinātu tādu pašu diapazonu kā ar benzīnu darbināmām automašīnām, nemainot transportlīdzekļu dizainu vai nesamazinot kravas un pasažieru vietu. Woodall saka, ka viņš var sasniegt mērķus automašīnām un citiem vieglajiem transportlīdzekļiem, daļēji pārstrādājot kurināmā elementu ražoto ūdeni. Tomēr DOE lēš, ka Vudala process aizņems pārāk daudz vietas, jo cita starpā ūdens pārstrāde, visticamāk, nebūs praktiska, saka Satjapals.
Woodall sadarbojas ar AlGalCo, starta uzņēmumu, kas atrodas Rietumlafajetā, IN, lai komercializētu šo procesu. Uzņēmuma sākotnējie produkti būs kurināmā elementu ģeneratori, kas darbojas ar ūdeņradi, kas ražots ar viņa alumīnija sakausējuma versiju.