211service.com
Lēti ar dīzeļdegvielu darbināmi kurināmā elementi
Norvēģijas uzņēmums izstrādā klusus dīzeļģeneratorus, kuru pamatā ir jauna veida degvielas šūnas. Ziemeļvalstu energosistēmas , kas ražo ģeneratorus šīs valsts militārajām vajadzībām, ir veiksmīgi izmēģinājis 250 vatu cietās skābes kurināmā elementu, ko izstrādājusi SAFCell , atzars no Caltech. Tagad uzņēmumi strādā pie 1,2 kilovatu sistēmas.
Elektrostacijas: Šie divi SAFCell kurināmā elementu prototipu skursteņi ražo elektroenerģiju no ūdeņraža, pat ja tā ir iegūta no dīzeļdegvielas un ir piesārņota ar pat 20 procentiem oglekļa monoksīda. Abi ir izgatavoti no 10 savienotām degvielas šūnām. Mazais, kura diametrs ir trīs collas, ģenerē 30 vatus, bet lielākais - 200 vatus.
Cietskābes kurināmā elementi joprojām ir attīstības sākuma stadijā. Taču SAFCell saka, ka tās ir vienkāršākas nekā parastās degvielas šūnas, un galvenās sastāvdaļas (piemēram, elektrolītu) var izgatavot no salīdzinoši lētiem materiāliem. Pētnieki, kas izstrādā tehnoloģiju, domā, ka tā varētu būt pietiekami lēta, lai aizstātu augstas efektivitātes spēkstacijās izmantotās turbīnas. (Esošo kurināmā elementu augstās izmaksas ierobežo tās ar nišas lietojumprogrammām, piemēram, rezerves jaudu.)
Jaunie ģeneratori darbojas, ražojot ūdeņraža gāzi no dīzeļdegvielas procesā, ko sauc par reformēšanu (degvielu karsē, bet nesadedzina, un sajauc ar gaisu un tvaiku). Pēc tam ūdeņradis tiek ievadīts kurināmā elementā, lai iegūtu elektrību. Atšķirībā no degvielas šūnām, kas ir pārbaudītas automašīnās, jaunās var paciest piemaisījumus, piemēram, oglekļa monoksīdu, kas atrodas no dīzeļdegvielas ražotā ūdeņraža. Liela mēroga ražošanā jaunās kurināmā šūnas varētu būt arī ievērojami lētākas nekā augstas temperatūras cietā oksīda kurināmā elementi, piemēram, tie, ko pārdod Ziedu enerģija , jo tie darbojas zemākā temperatūrā un tāpēc tiem nav nepieciešami dārgi karstumizturīgi materiāli, saka Calum Chisolm, SAFCell izpilddirektors.
Cietskābes kurināmā elementi pirmo reizi tika demonstrēti laboratorijā pirms 10 gadiem. To pamatā ir cietās skābes, kas labi vada ūdeņraža jonus vai protonus, ķīmisko vielu klase, kas tika atklāta 1980. gados, bet tika uzskatīta par nepraktiskām kurināmā elementiem, jo tās izšķīst ūdenī, kas rodas, kad kurināmā elementi. apvienot ūdeņradi un skābekli. Sossina Haile, Caltech materiālu zinātnes un ķīmiskās inženierijas profesore, un viņas kolēģi atrada vienkāršu veidu, kā novērst šo problēmu: darbiniet kurināmā elementus pietiekami augstā temperatūrā, lai ūdens pārvērstu tvaikā, kas neizšķīdina cietās skābes.
Iegūtie kurināmā elementi apvienoja divu galveno kurināmā elementu veidu priekšrocības: polimēru-elektrolītu-membrānas kurināmā elementi un cietā oksīda elementi. Polimēru-elektrolītu-membrānas degvielas elementi, kuru tips GM un citi automašīnu uzņēmumi izmanto savos degvielas šūnu transportlīdzekļu prototipos, ir ērti, jo tie darbojas zemā temperatūrā. Bet šajās zemajās temperatūrās oglekļa monoksīds var uzkrāties uz katalizatoriem un neļaut tiem veikt savu darbu. Tas liek viņiem izmantot attīrītu ūdeņraža degvielu, kas nav plaši pieejama. Jaunās cietās skābes kurināmā šūnas var darboties augstākā temperatūrā (250 °C, nevis 90 °C), kur oglekļa monoksīds nav problēma, tāpēc tās var darbināt ar ūdeņradi, kas ražots uz vietas no dabasgāzes un pat salīdzinoši netīras degvielas. piemēram, dīzeļdegviela, kas ir daudz vieglāk pieejama nekā ūdeņradis.
Jaunās kurināmā elementi ir līdzīgi cietā oksīda elementiem, kas spēj izmantot dažādas degvielas. Bet pēdējie parasti darbojas augstā temperatūrā – no 800 °C līdz 1000 °C, un tiem ir nepieciešami dārgi materiāli. Paredzams, ka jaunās kurināmā šūnas, kas nonākušas komerciālā ražošanā, maksās aptuveni tikpat daudz, cik cietā oksīda kurināmā elementi, ko pārdod Bloom Energy, saka Chisolm, taču izmaksas varētu ātri samazināties līdz apmēram desmitajai daļai no Bloom tehnoloģijas izmaksām. uzņēmums izstrādā un īsteno virkni izmaksu taupīšanas pasākumu. Tajā brīdī kurināmā elementi būtu pietiekami lēti, lai būtu konkurētspējīgi ar spēkstacijās izmantotajām augstas efektivitātes turbīnām.
Viens no galvenajiem izaicinājumiem ir izmantotā platīna katalizatora daudzuma samazināšana, saka Roberts Savinels , ķīmiskās inženierijas profesors Case Western Reserve universitātē. Haile un SAFCell pētnieki jau ir identificējuši platīna-palādija katalizatoru un katalizatora nogulsnēšanas metodes, kas gan samazina nepieciešamā platīna daudzumu, gan palielina jaudu, taču platīna daudzums ir jāsamazina vairāk. Viņi izstrādā jaunus katalizatorus, kas izmanto to, ka sistēma darbojas salīdzinoši zemā temperatūrā.
Vēl viena iespēja ir platīna pārstrāde, kas ir salīdzinoši vienkāršs process kurināmā elementu ķīmiskā sastāva dēļ, saka Chisolm. Viņš saka, ka tas apvienojumā ar labu finansēšanas plānu varētu ļaut kurināmā elementiem sasniegt 1000 USD par kilovatu pagrieziena punktu, ko plaši uzskata par punktu, kurā kurināmā elementi tiks ieviesti masveidā.