Tehnologija "Battolyser" združuje skladiščenje elektrike in proizvodnjo vodika v enem samem sistemu

TOP 10: Tehnologija Koja Nece Postojati Za 20 Godina (Julij 2019).

Anonim

Prvič so raziskovalci TU Delft, ki jih je vodil prof. Fokko Mulder, izdelali integriran sistem za elektrolizo akumulatorjev - znan kot "batolizer" - ki ne more samo učinkovito shranjevati ali oskrbovati z električno energijo kot akumulator, temveč lahko tudi razcepi vodo v vodik in kisik z uporabo elektrolize. Ta teden je bil prvi članek o njem objavljen na spletni strani Energy & Environmental Science, raziskovalni program pa je financirala ustanova STW Technology Foundation s podporo več podjetij.

Obstaja vedno večja trajnostno proizvedena električna energija v obliki vetrne in sončne energije, vendar ni na voljo, kadar koli jo želimo. Zato so potrebni obsežni objekti za shranjevanje električne energije, tako za kratkoročno (dnevno in nočno) kot za dolgoročno (tedensko ali sezonsko) shranjevanje. Baterije so najboljše za kratkotrajno skladiščenje, medtem ko so umetno proizvedena goriva, kot je vodik, najbolj primerna za dolgoročno shranjevanje energije.

"Električno energijo in vodik sta bila vedno obravnavana kot dve ločeni, celo konkurenčni rešitvi za shranjevanje energije, " je dejal Mulder. "Z batolizatorjem imamo prvi integriran sistem za elektrolizo akumulatorjev, ki lahko akumulira in oskrbuje električno energijo zelo učinkovito, in ko je baterija polna, samodejno začne deliti vodo v vodik in kisik z elektrolizo. S kombiniranjem akumulatorske tehnologije z elektrolizo dosežemo izjemno splošno učinkovitost do 90 odstotkov. Baterolizator je bil tudi stabilen, tako v akumulatorju kot v elektroliznem načinu, tudi pod dolgim ​​intenzivnim polnjenjem, praznjenjem in proizvodnjo vodika. "

Kako deluje?

on batlotiser temelji na "nikelj-železa baterija", vrsto spodbujal v dvajsetem stoletju zlasti Thomas Edison. Mulder je dejal: "To je zelo robustna baterija. Izvirni primeri še vedno delujejo. Tudi surovine so poceni in jih je mogoče dobiti kjerkoli. " Medtem ko se baterija polni, elektrode proizvajajo dva materiala (NiOOH in zmanjšan Fe), ki sta v svetu elektrolize seznanjena kot katalizator kemične reakcije, ki proizvaja vodik in kisik. Tako elektrode v napolnjenem stanju omogočajo elektrolizo vode.

Pametno uporabo naravnih lastnosti materialov

Dejstvo, da nikelj-železne baterije proizvajajo plin vodika med polnjenjem, se vedno šteje kot pomanjkljivost, je pojasnil Mulder, in to je bil eden od razlogov, zakaj so bile druge vrste akumulatorja končno uspešnejše. "Z baterijskim svetom in vodikovim svetom (sončna goriva) v tekmovanju in ne učenje veliko drug od drugega, nihče ni nikoli poskušal združiti obeh in ugotoviti, ali bi bilo to koristno - kljub dejstvu, da potrebujemo tako akumulator in goriva. " Zato je Mulder zgradil začetni prototip velikega opeka z Bernhardom Weningerjem, študentom njegovega. "Takoj je delovala. Takoj ko se je baterija približala polni obremenitvi, je začela proizvajati vodik, "je dejal Mulder. »Z enostavnimi izrazi izkoriščamo, kaj narava naredi samodejno. Pametno uporabljamo naravne lastnosti materialov, ne da bi se borili proti njim. "

Oskrba z električno energijo in povpraševanje v ravnotežju

Edinstvena značilnost sistema nikelj-železa je, da sta skladiščenje elektrike in proizvodnja vodika zelo učinkovita, zato je sistem dober način ravnanja s spremenljivostjo razpoložljivosti in cen energije. Mulder je komentiral: "Če je moč močno in cena je nizka, jo hranimo; če je še bolj poceni moč, naredimo vodik. In če ni dovolj moči, zaradi česar je cena visoka, se napajamo nazaj. ' Tako je batolizer učinkovito v uporabi ves čas, ki zagotavlja dve funkciji za ceno enega. Proizvedeni plin vodika se lahko pozneje uporabi kot gorivo za gorivne celice ali plinske elektrarne ali kot surovina za kemično industrijo, na primer za proizvodnjo amoniaka.

Povečanje

Naslednji koraki vključujejo raziskave o nadaljnjih izboljšavah učinkovitosti in krepitvi tega, kar že imamo. Tehnološka fundacija STW je dodelila sredstva za raziskovalni program, različne družbe pa vlagajo v raziskave.

Kot je povedal John Nijenhuis, direktor TU Delftovega urada za prenos tehnologije, je treba: "Batolizer je treba povečati do velikosti ladijskega zabojnika, da bi dokazali, da je tehnologija primerna tudi na obsegu moči, ki jo proizvaja velika vetrna turbina". Cilj je, da je velik bataljon pripravljen in preizkušen v osemnajstih mesecih.

Dodal je raziskovalni inženir Yasmina Bennani iz Proton Ventures, inženirsko svetovanje, specializirano za proizvodnjo, skladiščenje in transport amonijaka: "Vodik je naša surovina, zato nas zelo zanimajo načini za proizvodnjo zelenega vodika. Batolizator je edinstven v tem, da je tudi baterija - dobra kombinacija, ki je še posebej učinkovita za nas.

Tehnološki koordinator Geert Laagland iz elektrarne Nuon predvideva uporabo amonijaka, proizvedenega iz trajnostnega vodika, kot prihodnje gorivo za sodobno elektrarno Magnum v Eemshavnu. "Če ni dovolj vetrne in sončne energije, lahko amoniak takoj uporabimo za čisto moč v velikem obsegu. Nuon je član skupine uporabnikov STW. Zelo smo radovedni glede stroškovne cene, seveda pa tudi prožnosti. Kako hitro lahko preklopite? '

Velika poraba zelene elektrike se bo povečala le

"Veliko ljudi se ne zaveda, da ne gre samo za prehod na zeleno električno energijo, temveč tudi veliko več, " je poudaril Mulder. "Gospodinjstva se oddaljujejo od plina, avtomobili postajajo električni, industrija pa bo do leta 2050 ogljikoma nevtralna. Veliko postopkov je veliko bolj učinkovito pri električni energiji. Električni avtomobili in ogrevanje, na primer, bi lahko porabili kar 80 odstotkov manj kWh energije v primerjavi z bencinom in plinom. Poleg tega so vedno bolj trajnostni viri energije električni. Zato bomo porabili tri do petkrat več električne energije kot trenutno, "ocenjuje Mulder, hkrati pa bomo varčevali z energijo (trenutno se porabi le 13 odstotkov energije v obliki električne energije). Da bi dosegli to trajnost in izboljšanje učinkovitosti, mora biti moč na voljo vse leto. "Batolizator nam omogoča učinkovito, poceni, obsežen in robusten način shranjevanja električne energije, ki jo je mogoče med električno energijo in vodikom preklopiti naprej in nazaj, kolikor je to potrebno. Tako je bil batolizer prvi, ki je naravno združil infrastrukturo za shranjevanje električne energije in infrastrukturo za proizvodnjo vodikovega plina. "

menu
menu