• 新型陶瓷膜技術在自然能源上的應用

      發布時間:2018-04-20

      據國外科學家研究報道表明,來自挪威的科學家和西班牙科技研究所的科學小組已經成功地完成了一個陶瓷膜的實驗室測試,該陶瓷膜通過一個天然氣和電氣生成壓縮氫氣幾乎沒有能量損失的步進過程。陶瓷膜應用領域廣泛,低成本的天然氣生產氫氣的效率非常高,因此它將使氫氣成為未來汽車燃料的最干凈和最便宜的選擇(超越電力和石油)。這是自然能源公司最新發布的團隊發展的結果。

      陶瓷膜由豐富材料(包括鈀、氧化鋯和釔)的氧化物支撐,形成可在400-900℃的溫度下以質子的形式輸送氫的固體陶瓷電解質。通過在陶瓷電池上施加電勢,氫不僅能與其他氣體分離,而且可以進行電化學壓縮。

      這種突破性的陶瓷膜技術使得氫燃料汽車能夠以更低的溫室氣體排放實現卓越的能源效率,而電池電動汽車則從電網充電。當然這項技術的潛力還遠不止降低汽車燃料的成本和環境影響。它還可以使陶瓷膜在傳統能源轉換技術方面具有成本優勢,適用于工業規模和小規模的氫氣生產。

      氫氣是下一代燃料電池電動汽車的能源載體,并且已經成為從食品加工到玻璃和半導體制造等一系列工業過程的重要分子,氨基肥料代表了目前最大的氫氣應用。雖然燃料電池電動汽車每天僅需要約0.4千克的氫氣用于典型的家庭使用,但世界規模的合成氨工廠每天需要多達200萬至600噸的氫氣。據科學研究表明,陶瓷膜可以成為具有綜合碳捕獲的氫氣生產的競爭技術,即使在具有成本效益的氨生產所需的規模。

      通過將吸熱化學反應與電動氣體分離膜相結合,可以創造能量轉換,幾乎無能量損失在這個過程中,我們可以使用陶瓷膜技術從水中生產氫氣。當然,這將需要更多的電力比甲烷重整,但如果電力是從可再生能源,我們可以使氫沒有二氧化碳排放。進一步思考,設計不僅低碳或零碳的能源系統,而且甚至具有負碳排放。但是如果使用可再生電力將沼氣轉化為氫氣,并將生產的沼氣儲存在地下沼氣中日復一日,氫有一天會成為一個負面的排放能源載體。


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