Может ли ваша ферма безопасно работать на водороде?

26 мая 2023 г. Чтение на 4 минуты

Водород сейчас является модным словом в энергетических кругах.

Вы можете сделать это путем электролиза воды, и, если используемая электроэнергия получена из возобновляемых источников, она фактически не содержит выбросов. Когда вы используете водород в топливном элементе для выработки электроэнергии или заправки автомобиля, из выхлопной трубы не выходит ничего, кроме водяного пара.

Итак, почему мы еще не используем его? Что ж, есть некоторые технические проблемы, которые необходимо преодолеть, такие как хранение и транспортировка.

Как и природный газ, водород необходимо хранить либо в резервуарах высокого давления, либо сжижать и хранить в криогенных резервуарах. И, как и природный газ, водород может взорваться. Хотя водород безопасно обрабатывается обученными специалистами в промышленных условиях, могут возникнуть опасения по поводу использования больших количеств водорода в городских условиях.

Исследователи по всему миру ищут способы максимально безопасного хранения и транспортировки водорода. Один из способов — присоединить водород к жидкости-носителю — чему-то стабильному при нормальных рабочих условиях. Эту жидкость можно хранить и транспортировать, используя стандартные топливные баки и грузовики, аналогичные существующей инфраструктуре бензина или дизельного топлива.

Наши исследователи создают генератор водорода, который может извлекать водород из жидкого носителя, чтобы решить проблемы хранения и транспортировки.

Жидкие органические носители водорода (LOHC) — это органические соединения, которые могут поглощать и выделять водород посредством химических реакций. LOHC может включать такие химические вещества, как метанол, толуол или бензилтолуол.

Использование LOHC для хранения и транспортировки водорода исследуется уже более 30 лет. Но в последние несколько лет исследования активизировались, поскольку мир обратился к водороду, чтобы помочь решить проблему чистого нуля.

Использование LOHC как части цепочки поставок водорода включает в себя ряд этапов:

Этот цикл гидрирования/дегидрирования обеспечивает нулевые выбросы парниковых газов (парниковых газов).

Технология уже отработана для этапа гидрирования (второй этап выше). Но до недавнего времени не существовало коммерческих процессов дегидрирования этих носителей водорода, особенно для децентрализованных применений малого и среднего масштаба. Наш генератор водорода решает эту проблему, эффективно завершая цикл использования LOHC.

Он позволяет вырабатывать электроэнергию там, где она вам нужна, например, дизельный генератор. Но без выбросов углекислого газа и твердых частиц (смесь твердых частиц и капель жидкости, содержащихся в воздухе)!

Генератор водорода, который мы планируем построить, будет использовать нашу запатентованную технологию: каталитический статический смеситель (CSM). Наш CSM представляет собой напечатанный на 3D-принтере каркас с каталитическим покрытием, который аккуратно вписывается в стандартные трубы. Структура спроектирована так, чтобы оптимизировать взаимодействие между реагентами, поэтому каталитическая реакция проходит наиболее эффективно.

CSM позволяет лучше контролировать процесс, чем обычный насадочный слой. Когда катализатор израсходован, относительно просто заменить CSM на новый, а затем регенерировать старый. Эта технология также хорошо масштабируется — вы просто увеличиваете количество CSM в параллельном потоке.

Технология CSM занимает центральное место в генераторе водорода. LOHC протекает через CSM и вокруг него, соединяясь с катализатором. Катализатор удаляет водород из LOHC и образует пузырьки газообразного водорода.

Проект состоит из двух частей. Сначала мы построим пилотный генератор водорода. Затем мы воспользуемся полученными знаниями, чтобы построить демонстрационный генератор водорода.

Пилотная установка будет производить 5 кг водорода в сутки. Мы ожидаем, что его размеры будут примерно 1 х 2 м, поэтому на нем можно будет сидеть на скамейке.

Демонстрационная установка будет производить 20 кг водорода в день – хороший объем для водородной заправочной станции. Ожидается, что его размер будет соответствовать стандартному 12-метровому транспортному контейнеру.

По оценкам Национальной водородной стратегии Австралии, 1 кг водорода можно использовать, чтобы проехать 100 км на Hyundai Nexo или обеспечить питание 1400-ваттного электрического кондиционера с разделенным циклом в течение 14,5 часов.