انها كانت منذ بعض الوقت CleanTechnica ألقينا نظرة على خلايا وقود الأكسيد الصلب ، وهناك الكثير من اللحاق بالركب. للإشارة إلى اثنين من التطورات الجديدة ، وقعت شل للتو صفقة مع شركة سيريس لاختبار تقنية الأكسيد الصلب لإنتاج الهيدروجين الأخضر في الهند ، وقد عقدت شركة فيراري الشهيرة لصناعة السيارات عقدًا مع شركة بلوم إنيرجي الأمريكية لإزالة الكربون من سيارتها. مصنع مارانيلو في ايطاليا.
ماذا حدث لخلايا وقود الأكسيد الصلب؟
بالنسبة لأولئك الجدد على هذا الموضوع ، تمزج خلية وقود الهيدروجين الهيدروجين مع الأكسجين المحيط ومحفز لتوليد كهرباء بدون انبعاثات ، مع كون الماء هو المنتج الثانوي الوحيد. تسمى العملية العكسية التحليل الكهربائي للماء ، حيث يتم تطبيق الكهرباء والمحفز على الماء ، مما يؤدي إلى إخراج غاز الهيدروجين.
جذبت خلايا وقود غشاء البوليمر المنحل بالكهرباء (PEM) أكبر قدر من الاهتمام من مجال الهيدروجين الأخضر حتى الآن. عادة ما يتم نشرها بوليمر صلب كمحلول إلكتروليت، كما وصفها أصدقاؤنا في وزارة الطاقة الأمريكية.
خلايا وقود الأكسيد الصلب هي وحش آخر تمامًا. إلكتروليتهم مركب سيراميك غير مسامي ويمكن أن يعمل في درجات حرارة تصل إلى 1,830،85 درجة فهرنهايت. ضمن نظام التوليد المشترك ، يمكن أن تصل كفاءات الوقود إلى XNUMX٪ أو أكثر.
بين فوائد أخرى، فإن زاوية الحرارة العالية تلغي الحاجة إلى محفز باهظ الثمن ، كما أنها تمكن خلية الوقود من العمل على مجموعة متنوعة من المدخلات دون الحاجة إلى وظائف إضافية للنظام.
نظرًا لعدم وجود شيء اسمه وجبة غداء مجانية ، يجب إجراء بعض الضبط الدقيق قبل أن تصل أنظمة الأكسيد الصلب إلى السوق الشامل. وفي الوقت نفسه ، فإن إدارة الطاقة على المدخل الذي يمر عبره إنتاج الهيدروجين الأخضر يأتي في الصورة. إليكم مقتطفات من برنامج SOFC ، الذي يديره مختبر تكنولوجيا الطاقة الوطني التابع لوزارة الطاقة:
"برنامج SOFC هو ... تطوير تكنولوجيا خلية التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب التآزري (SOEC). التحليل الكهربائي هو عملية فصل الهيدروجين عن الماء باستخدام تيار كهربائي. توفر أنظمة SOEC خيارًا جذابًا محتملًا لإنتاج الهيدروجين بسبب الكفاءة العالية ومرونة النظام. "
"... يستكشف المطورون [أيضًا] إمكانية استخدام كل من SOEC و SOFC في جهاز هجين واحد من أجل إنتاج الكهرباء في أوقات ارتفاع الطلب (قيمة عالية) وإنتاج الهيدروجين في أوقات عدم ذروة الطلب (تكلفة منخفضة) يضيف NETL. "يمكن استخدام الهيدروجين المنتج أثناء الطلب خارج أوقات الذروة ، على سبيل المثال ، لاحقًا في توليد الكهرباء ، وهذا يجعل نظام SOEC مكونًا رئيسيًا في تمكين التكيف الأوسع لمصادر الطاقة المتجددة الموزعة مثل الرياح والطاقة الشمسية."
عودة خلايا الوقود المؤكسدة الصلبة
CleanTechnica أخذ بعض النظرات شركة الأكسيد الصلب Bloom Energy منذ حوالي 10 سنوات أو نحو ذلك ، لكن الرادار كان هادئًا جدًا منذ ذلك الحين. آخر مرة CleanTechnica أخذ كزة أخرى في خلايا وقود الأكسيد الصلب مرة أخرى في يوليو من عام 2021 ، عندما أطلقت وزارة الطاقة الأمريكية جولة بقيمة 52.5 مليون دولار من تمويل البحث والتطوير الهيدروجين دعما له "طلقة الهيدروجين" الجديدة مبادرة تسريع التكنولوجيا النظيفة.
يوفر برنامج الهيدروجين من الحساء إلى المكسرات مساحة للغاز الطبيعي ، لكن التركيز على المدى الطويل ينصب على إزالة الكربون. في جولة التمويل في الصيف الماضي ، خصصت جامعة وست فرجينيا شريحة قدرها مليون دولار لمشروع يسمى "تصميم الأسطح الداخلية للأقطاب الكهربائية المسامية في خلايا التحليل الكهربائي للأكسيد الصلب لإنتاج الهيدروجين عالي الكفاءة والمتانة".
توضح وزارة الطاقة ما يعنيه ذلك (تمت إضافة فواصل):
"مؤسسة أبحاث جامعة وست فرجينيا سوف تقوم بتطوير وزرع طبقات طلاء قوية وقوية للغاية على نطاق النانو على السطح الداخلي للقطب الكهربي المسامي.
سيتم تطوير طبقة الطلاء باستخدام عملية التصنيع المضافة لترسيب الطبقة الذرية (ALD) وسيتم زرعها على السطح الداخلي للأقطاب المسامية للخلايا التجارية المصنعة مباشرة.
"سيوفر المشروع حلاً بسيطًا لتحديات المواد المختلفة على مستوى الخلية ويمكن أن يؤدي إلى تمكين مكدسات وأنظمة SOEC واسعة النطاق وأكثر كفاءة."
في حال كنت تتساءل عن كيفية ملاءمة الحالة التي تتمحور حول الأحافير في ولاية فرجينيا الغربية ، فإن خلايا وقود الأكسيد الصلب لا تعرف المصدر. يمكن تشغيلها بالغاز الطبيعي ، ولدى WVU مجموعة رائعة من أبحاث المواد المتقدمة ويرجع الفضل في ذلك جزئيًا إلى خبرتها في مجال الغاز الطبيعي.
قد يكون عشاق الغاز الطبيعي يبعثون الدفء على قلوبهم بسبب منحة البحث الجديدة في الوقت الحالي ، ولكن ما هو صلصة الأوز هو الصلصة للرجل. يمكن أن تعمل خلايا وقود الأكسيد الصلب على مدخلات متجددة أيضًا ، بما في ذلك الغاز الحيوي ، وبالطبع الهيدروجين الأخضر.
للتسجيل ، تقوم WVU أيضًا بتقطيع 250,000 دولار من مصادر أخرى لهذا الجهد.
شل يغوص في تجمع الأكسيد الصلب
مع وضع كل هذا في الاعتبار ، دعونا نلقي نظرة على أهمية أحدث قطرات شل في الاقتصاد الأخضر المتلألئ في المستقبل.
في وقت سابق من هذا الأسبوع ، أعلنت شركة سيريس عن اتفاقية مع شل لبناء مشروع خلايا وقود أكسيد صلب بمقياس ميغاواط في مركز شل للبحث والتطوير في بنغالور ، الهند ، بهدف إنتاج الهيدروجين الأخضر للسوق الصناعي.
تقوم شل وسيريس ببناء هذه الشراكة للاستفادة من تكنولوجيا SOEC لتقديم هيدروجين أخضر عالي الكفاءة ومنخفض التكلفة ؛ يُنظر الآن على نطاق واسع على أنه طريق موثوق به لإزالة الكربون من الأجزاء التي يصعب تخفيفها من نظام الطاقة التي تعتمد على الوقود الأحفوري اليوم "، أوضح سيريس.
ويضيفون: "تهدف سيريس إلى إنتاج الهيدروجين بكفاءات تزيد بنسبة 20٪ تقريبًا عن التقنيات الأخرى ، في نطاق من منتصف الثمانينيات إلى 80٪ من الكفاءة حيث من الممكن الاستفادة من الحرارة المهدرة في العمليات الصناعية لتحقيق كفاءة عالية" ، مشيرين إلى أن الهدف هو تحقيق "تكلفة مستوية رائدة في السوق للهيدروجين تبلغ 90 دولار / كجم بحلول عام 1.5" ، يضيفون.
من المتوقع أن تستمر التجربة التجريبية لمدة ثلاث سنوات ، مما يمنح شل متسعًا من الوقت للتطوير حقل الغاز الطبيعي Crux الجديد قبالة ساحل غرب أستراليا.
شيش! حسنًا ، خطوات الطفل. شل لديها الكثير من الأضرار المناخية للتراجع ، ولكن صناعة الطاقة الشمسية الأمريكية هي نقطة مضيئة واحدة وأنشطتها في الرياح البحرية منطقة أخرى. شل تدعم أيضا دفع الاتحاد الأوروبي للهيدروجين الأخضر، لذلك راقب ذلك.
خلايا وقود الأكسيد الصلب قلوب فيراري ، أيضًا
الأخبار الأخرى المثيرة للاهتمام تعيد Bloom Energy إلى CleanTechnica خريطة.
أعلنت الشركة الأسبوع الماضي أنها بصدد تركيب خلية وقود أكسيد صلب بقدرة 1 ميغاواط في منشأة تصنيع فيراري ومقرها الرئيسي في مارانيلو بإيطاليا ، على ما يبدو لدعم خطط صانع السيارات الشهير للتوسع.
"الشراكة مع Ferrari ، الشركة الرائدة عالميًا في قطاعي الرفاهية والسيارات لمدة 75 عامًا ، تمثل دخول Bloom إلى الاتحاد الأوروبي وإيطاليا وهي الخطوة الأولى نحو مشاريع أكبر محتملة بين الشركتين ،" قال بلوم متحمسًا.
تعمل منصة Bloom Energy عالية الكفاءة على تحويل أنواع الوقود مثل الهيدروجين أو الغاز الحيوي أو الغاز الطبيعي في كهرباء نظيفة بدون احتراق. ومن خلال منصة بلوم للأكسيد الصلب ، من المتوقع أن تتمكن فيراري من تقليل استهلاك الوقود وانبعاثات الكربون في منشآتها التصنيعية مع إطلاق مزايا التكلفة والاستدامة ".
إذا كان صوت واحد ميغاواط صغيرًا بعض الشيء ، فهو كذلك. الهدف الأولي هو توفير 5٪ من احتياجات فيراري من الطاقة. ومع ذلك ، كتحسين كفاءة الطاقة ، سيكون لخلايا الوقود الجديدة تأثير كبير. يتوقع بلوم وفيراري توفير 20٪ من الغاز المستخدم في نظام التوليد المشترك الحالي للمنشأة وتقليل الانبعاثات المحلية.
يمكن أن يلعب الهيدروجين الأخضر دورًا. كما ألقت بلوم تلميحًا إلى أن منصة Bloom Energy Server المرنة الخاصة بها ستمكّن "فيراري من توليد كهرباء خالية من الكربون من الهيدروجين ومصادر وقود أخرى خالية من الكربون ، وذلك لدعم" اقتصاد الهيدروجين الناشئ في إيطاليا "، والذي يبدو أنه آخذ في الظهور بالتوازي مع تركيز الاتحاد الأوروبي على الهيدروجين الأخضر.
مثير للإعجاب! على أي حال ، إذا كان أصحاب المصلحة القدامى في مجال الحفريات مثل شل جادين حقًا في إنقاذ الكوكب ، فمن الأفضل لهم المضي قدمًا. الأمور تزداد سخونة هنا!
لي على متابعة التغريد TinaMCasey.
الصورة: أكسيد صلب خلايا الوقود من باب المجاملة سيريس.
تحقق من علامتنا التجارية الجديدة دليل الدراجة الإلكترونية. إذا كنت مهتمًا بالدراجات الكهربائية ، فهذا هو أفضل مكان لبدء رحلة التنقل الإلكتروني!
هل نقدر أصالة CleanTechnica والتغطية الإخبارية للتكنولوجيا النظيفة؟ فكر في أن تصبح أ عضو في CleanTechnica أو داعم أو فني أو سفير - أو راعي على Patreon.
