Енергија и животна средина

Тим Империал Цоллеге-а производи водоник од алги

Тим Империал Цоллеге-а производи водоник од алги


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

[Извор слике:Роланд Танглао, Флицкр]

Водоник је врло чисто гориво које се све више користи као гориво за возила и за производњу електричне енергије. Проблем је како га ефикасно произвести без стварања значајних емисија угљеника и по конкурентним трошковима. Тим истраживача на Империал Цоллеге тренутно разматра проблем и мисли да зна како се то ради.

Возила на горивне ћелије

Возила могу бити опремљена водоничном горивном ћелијом која хемијску енергију водоника претвара у механичку. Горивне ћелије то раде хемијском реакцијом између водоника и кисеоника који заузврат покреће електрични мотор. Овај начин напајања возила сада је важан део европске водоничне економије.

У септембру 2009. године, европска група компанија, владиних организација и невладина организација (НВО) предузела је студију о путничким аутомобилима с циљем развоја алтернативних погонских склопова, тј. Оних који се не користе конвенционално са фосилним горивима. Неке од ових компанија имају специфичан интерес за развој електричних возила на горивне ћелије (ФЦЕВ) и водоника, заједно са интересом за друге технологије обновљивих возила, као што су електрична возила на батерије (БЕВ), прикључни хибриди (ПХЕВ), као алтернатива њиховим конвенционално произведеним возилима на фосилна горива погоњених мотором са унутрашњим сагоревањем (ИЦЕ). Главна предност ових врста возила је што би се временом могли потенцијално развити као возила без емисија штетних гасова. Из тог разлога, развој таквих возила представља важан део напора за декарбонизацију који тренутно предузимају земље широм света.

Технолошка открића у горивним ћелијама и електричним системима знатно су повећала ефикасност и трошковну конкурентност електричних возила и возила на горивне ћелије последњих година, тако да су сада спремни за комерцијализацију и масовну производњу како би искористили економију обима. ЕУ је такође сада поставила реалне циљеве за декарбонизацију транспортног сектора до 2050. године. Возила са водоничним горивним ћелијама чине важан део тих циљева.

Очекује се да ће се трошкови система горивих ћелија смањити за 70 процената до 2025. године, углавном због повећаног коришћења инфраструктуре за пуњење горивом и економије обима. Инфраструктура за пуњење горивом представља око 5 процената укупних трошкова ФЦЕВ-а или између 1000 и 2000 евра (703 £ - 1407 £) по аутомобилу. Вредност ФЦЕВ-а стога постаје све позитивнија после 2030. године, како у погледу укупних трошкова власништва (ТЦО), тако и емисија. Сходно томе, ФЦЕВ-ови већ почињу да се појављују на европском тржишту аутомобила.

Како се производи водоник

Водоник се не јавља природно, иако је носилац енергије. Велика већина постојећих залиха направљена је од метана. Производња из обновљивих извора енергије је одржива, али скупа. Даље, када се производи од природног гаса, водоник има висок интензитет емисије.

У покушају да се позабаве овим проблемима, истраживачи са Империал Цоллеге-а у Лондону у Великој Британији сада почињу да виде алге као средство за производњу водоника уз помоћ сунца. Алге су један од најстаријих организама на планети, присутан је на Земљи милијардама година. Алге изузетно ефикасно претварају сунчеву светлост у енергију, производећи водоник као део процеса.

„Мислим да нисмо могли да тражимо бољу полазну основу“, рекао је Понгсатхорн Децхативонгсе, докторант на Империал Цоллеге. „Природа је пружила невероватан нацрт и ако успемо да искористимо процес, добићемо чисту, обновљиву енергију.“

Понгсатхорн студира на групи за реакционо инжењерство и каталитичку технологију Империал Цоллеге-а, која је мултидисциплинарни тим научника који се баве хемијом, хемијским инжењерством и науком о материјалима. Циљ групе је да осмисли, пројектује, конструише, моделира, карактерише, контролише и оптимизује катализаторе, реакторе и процесе за хемијску синтезу и синтезу горива, конверзију енергије и за пречишћавање отпадних вода, отпада и истрошених катализатора. Рачунарско моделирање користи као важан део својих напредних експерименталних студија. Сам Понгсатхорн се бави дизајнирањем и изградњом машина које користе алге као део биореактора који производи водоник. Међутим, проблем је како то урадити у индустријским размерама, и из тог разлога га посебно занимају и основни механизми овог процеса и услови потребни за ефикасан рад алги.

„То је као ток посла и морамо знати сваки корак и шта би могло да га убрза или успори“, додао је Понгсатхорн. „Не бисте веровали да разлику могу да направе суптилне промене у облику контејнера.“

Нажалост, идеални услови за производњу водоника су токсични за алге, што значи да већина система има ограничен животни век. Решење за то било би задржавање храњења алги у систему, али то захтева сталну ручну интервенцију.

Или је тако?

Понгсатхорн истражује систем са два биореактора, од којих је један погодан за раст алги, а други погодан за производњу водоника. Трик је у томе да се осигура да се други систем храни алгама истом брзином којом алге умиру. Постигавши ово, тим са Империал Цоллегеа успешно је успео да одржи поуздану брзину континуиране производње водоника, али то је прилично деликатно деловање уравнотежења. До сада је тим успео да одржи производњу водоника 31 узастопни дан, производећи шест пута више водоника од једног коморног реактора.

Тим сада намерава да прошири процес од садашње лабораторијске фазе до система на отвореном. Тренутно покушавају да развију биореактор пластичне кесе који би могао да се постави на неке кровове у кампусу Империал Цоллеге-а у Јужном Кенсингтону. Такође су досадашње резултате свог истраживања објавили у часопису Алгал Ресеарцх.


Погледајте видео: Naučnionica - Dobijanje kiseonika (Фебруар 2023).