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標(biāo)題: 前沿科技之新電解池技術(shù) [打印本頁]

作者: 掃街 時(shí)間: 2010-7-24 08:46
標(biāo)題: 前沿科技之新電解池技術(shù)
低碳排放的實(shí)現(xiàn)需要在新的能源系統(tǒng)解決方案中大量采用可再生能源。這其中一種解決方案就是分布式能源系統(tǒng)。分布式能源系統(tǒng)需要將可再生能源產(chǎn)生的過剩電力轉(zhuǎn)化為可存儲(chǔ)的能量，其中之一便是化學(xué)能，如轉(zhuǎn)化為液態(tài)甲醇或天然氣或混合燃料氣體等。目前的技術(shù)比較適合在大型工廠和高溫下實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換。但要實(shí)現(xiàn)混合燃料的本地化生產(chǎn)，就需要開發(fā)出能夠在200-400攝氏度下運(yùn)作的電解技術(shù)，這樣才能建立與當(dāng)?shù)仫L(fēng)力發(fā)電機(jī)組直接相連的小型化的電解設(shè)備并生產(chǎn)混合燃料。
目前，丹麥理工大學(xué)（DTU）的一項(xiàng)新的名為“可持續(xù)能源催化劑”（CASE）的計(jì)劃正在開發(fā)利用催化劑實(shí)現(xiàn)可再生能源向化學(xué)能轉(zhuǎn)換的技術(shù)。DTU燃料電池和固態(tài)化學(xué)組正在開發(fā)的固體氧化物電解池（SOEC）技術(shù)有兩種類型，一種是使用介孔陶瓷材料吸收并保存液態(tài)電解質(zhì)，另一種是低溫質(zhì)子導(dǎo)電材料（如圖所示），使用了固體陶瓷電解質(zhì)。
(, 下載次數(shù): 52)
圖中SOEC的運(yùn)作原理有兩種，在質(zhì)子導(dǎo)電電解質(zhì)型SOEC中，氫離子從陽極穿過電解質(zhì)到達(dá)陰極，這類電解池運(yùn)行溫度較低并能夠用于生產(chǎn)不同類型的混合燃料。在氧離子導(dǎo)電電解質(zhì)型SOEC中，氧離子從陰極穿過電解質(zhì)到達(dá)陽極，這種電解池需要較高的運(yùn)行溫度，會(huì)導(dǎo)致混合燃料的分解，因此只用于生產(chǎn)混合燃?xì)狻Ｔ搱D還顯示了自然界中的光合作用過程，該過程的產(chǎn)物是天然燃料——糖。
由于對(duì)大氣中的CO2進(jìn)行直接分解非常困難并且昂貴，因此研究人員想利用其他氣源，例如啤酒廠以及第二代生物酒精廠發(fā)酵產(chǎn)生的大量CO2，另一種可能是利用丹麥分布最為廣泛的原料——石灰石（CaCO3）。加熱石灰石釋放CO2，留下生石灰（CaO），與水混合后產(chǎn)生熟石灰（Ca(OH)2），之前加熱使用的熱量在該過程中被重新釋放。熟石灰能夠迅速地從空氣中重新吸收CO2并重新變?yōu)槭摇＿@整個(gè)過程就是碳循環(huán)的一部分，這一循環(huán)可用于制造碳中性的混合燃料。

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