Logo Zephyrnet

Tế bào nhiên liệu oxit rắn đang có một khoảnh khắc (Lớn)

Ngày:

Đã lâu rồi CleanTechnica đã xem xét các pin nhiên liệu oxit rắn, và có rất nhiều việc phải làm. Để trích dẫn một vài bước phát triển mới, Shell vừa ký một thỏa thuận với công ty Ceres để thử nghiệm công nghệ oxit rắn của họ để sản xuất hydro xanh ở Ấn Độ, và nhà sản xuất ô tô mang tính biểu tượng Ferrari đã liên kết với công ty Bloom Energy của Mỹ để khử cacbon. Nhà máy Maranello ở Ý.

Bất cứ điều gì đã xảy ra với tế bào nhiên liệu oxit rắn?

Đối với những bạn mới làm quen với chủ đề này, pin nhiên liệu hydro trộn hydro với oxy xung quanh và chất xúc tác để tạo ra điện không phát thải, với nước là sản phẩm phụ duy nhất. Quá trình ngược lại được gọi là điện phân nước, trong đó điện và chất xúc tác được tác dụng vào nước, đẩy khí hydro ra ngoài.

Pin nhiên liệu màng điện phân polyme (PEM) đã thu hút nhiều sự chú ý nhất từ ​​lĩnh vực hydro xanh cho đến nay. Họ thường triển khai một polyme rắn như một chất điện phân, như được mô tả bởi những người bạn của chúng tôi tại Bộ Năng lượng Hoa Kỳ.

Pin nhiên liệu oxit rắn hoàn toàn là một con quái vật khác. Chất điện phân của chúng là một hợp chất gốm không xốp và chúng có thể hoạt động ở nhiệt độ cao tới 1,830 ° F. Trong một hệ thống đồng phát, hiệu suất nhiên liệu của chúng có thể đạt 85% hoặc hơn.

Trong số lợi ích khác, góc tỏa nhiệt cao giúp loại bỏ nhu cầu về chất xúc tác đắt tiền và nó cũng cho phép pin nhiên liệu hoạt động trên nhiều loại đầu vào mà không cần đến các phụ kiện bổ sung của hệ thống.

Không có cái gọi là bữa trưa miễn phí, một số tinh chỉnh là để trước khi các hệ thống oxit rắn được tung ra thị trường đại chúng. Trong khi đó, Bộ Năng lượng đang ở ngưỡng cửa mà qua đó sản xuất hydro xanh đi vào hình ảnh. Đây là kết quả từ Chương trình SOFC, do Phòng thí nghiệm Công nghệ Năng lượng Quốc gia của Bộ Năng lượng điều hành:

“Chương trình SOFC đang… phát triển công nghệ tế bào điện phân oxit rắn hiệp lực (SOEC). Điện phân là một quá trình tách hydro ra khỏi nước bằng dòng điện. Hệ thống SOEC cung cấp một lựa chọn hấp dẫn tiềm năng để sản xuất hydro vì hiệu quả cao và tính linh hoạt của hệ thống. ”

“… Các nhà phát triển [cũng] đang khám phá tiềm năng sử dụng cả SOEC và SOFC trong một thiết bị lai duy nhất để sản xuất điện trong thời điểm nhu cầu cao (giá trị cao) và sản xuất hydro trong thời gian nhu cầu thấp điểm (chi phí thấp) , ”NETL cho biết thêm. “Ví dụ, hydro được sản xuất trong thời gian thấp điểm có thể được sử dụng trong sản xuất điện và điều này làm cho hệ thống SOEC trở thành một thành phần quan trọng trong việc cho phép thích ứng rộng rãi hơn các nguồn năng lượng tái tạo phân tán như gió và mặt trời.”

Sự trở lại của pin nhiên liệu oxit rắn

CleanTechnica đã xem xét một vài công ty oxit rắn Bloom Energy cách đây khoảng 10 năm, nhưng kể từ đó radar khá im ắng. Lần cuối CleanTechnica thực hiện một cuộc tấn công khác vào pin nhiên liệu oxit rắn là vào tháng 2021 năm 52.5, khi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ tung ra một vòng trị giá XNUMX triệu đô la tài trợ cho nghiên cứu và phát triển hydro ủng hộ nó mới "Bắn hydro" sáng kiến ​​tăng tốc công nghệ sạch.

Chương trình hydro từ súp đến hạt tạo không gian cho khí tự nhiên, nhưng trọng tâm lâu dài là khử cacbon. Trong vòng tài trợ vào mùa hè năm ngoái, Đại học West Virginia đã cắt một phần 1 triệu đô la cho một dự án có tên là “Thiết kế bề mặt bên trong của điện cực xốp trong tế bào điện phân oxit rắn để sản xuất hydro hiệu quả cao và bền".

Bộ Năng lượng giải thích điều đó có nghĩa là gì (thêm thời gian nghỉ):

"Tổng công ty Nghiên cứu Đại học Tây Virginia sẽ phát triển và cấy các lớp phủ quy mô nano có hoạt tính cao và mạnh mẽ vào bề mặt bên trong của điện cực xốp.

“Lớp phủ sẽ được phát triển bằng cách sử dụng quy trình sản xuất phụ gia lắng đọng lớp nguyên tử (ALD) và sẽ được cấy trực tiếp lên bề mặt bên trong của các điện cực xốp của các tế bào thương mại được chế tạo.

“Dự án sẽ cung cấp một giải pháp đơn giản cho các thách thức vật liệu khác nhau ở cấp độ tế bào và có thể tiếp tục kích hoạt các hệ thống và ngăn xếp SOEC rộng rãi và hiệu quả hơn”.

Trong trường hợp bạn đang tự hỏi làm thế nào mà bang Tây Virginia trung tâm hóa thạch lại phù hợp, thì pin nhiên liệu oxit rắn là nguồn không thể đoán trước được. Chúng có thể chạy bằng khí đốt tự nhiên và WVU có một danh mục đầu tư ấn tượng về nghiên cứu vật liệu tiên tiến một phần nhờ vào kinh nghiệm của mình trong lĩnh vực khí đốt tự nhiên.

Những người hâm mộ khí đốt tự nhiên có thể đang ấm lòng trước khoản tài trợ nghiên cứu mới vào lúc này, nhưng nước sốt cho ngỗng là nước sốt cho người ngây thơ. Pin nhiên liệu oxit rắn cũng có thể chạy bằng các nguyên liệu đầu vào tái tạo, bao gồm khí sinh học và tất nhiên, hydro xanh.

Để đạt được kỷ lục, WVU cũng đang kiếm được 250,000 đô la từ các nguồn khác cho nỗ lực này.

Shell lặn vào bể oxit rắn

Với tất cả những điều này, hãy cùng nhìn lại tầm quan trọng của bước tiến mới nhất của Shell vào nền kinh tế xanh lấp lánh trong tương lai.

Đầu tuần này, công ty Ceres đã công bố một thỏa thuận với Shell để xây dựng một dự án pin nhiên liệu oxit rắn quy mô megawatt tại trung tâm R&D của Shell ở Bangalore, Ấn Độ, với mục đích sản xuất hydro xanh cho thị trường công nghiệp.

“Shell và Ceres đang xây dựng mối quan hệ hợp tác này để sử dụng công nghệ SOEC nhằm cung cấp hydro xanh hiệu quả cao, chi phí thấp; Ceres giải thích ngày nay được xem là một lộ trình đáng tin cậy để khử cacbon các bộ phận khó mài mòn của hệ thống năng lượng dựa vào nhiên liệu hóa thạch.

“Ceres đặt mục tiêu sản xuất hydro với hiệu suất lớn hơn khoảng 20% ​​so với các công nghệ khác, trong khoảng hiệu suất từ ​​giữa những năm 80 đến 90%, nơi có thể tận dụng nhiệt thải trong các quy trình công nghiệp để mang lại hiệu quả cao”, họ nói thêm. họ nói thêm rằng mục đích là đạt được “chi phí bình quân dẫn đầu thị trường của hydro là 1.5 đô la / kg vào năm 2025”.

Quá trình chạy thử nghiệm dự kiến ​​sẽ kéo dài ba năm, điều này sẽ cho Shell nhiều thời gian để phát triển mỏ khí đốt tự nhiên Crux mới ngoài khơi Tây Úc.

Sheesh! Ôi thôi, những bước đi của bé. Shell có rất nhiều thiệt hại do khí hậu để hoàn tác, nhưng Ngành năng lượng mặt trời của Hoa Kỳ là một trong những điểm sáng và các hoạt động của nó trong gió biển khu vực khác. Shell cũng đang hỗ trợ sự thúc đẩy của EU đối với hydro xanh, vì vậy hãy để ý đến điều đó.

Các tế bào nhiên liệu ôxyt rắn của Ferrari Hearts

Các tin tức quan tâm khác mang Bloom Energy trở lại CleanTechnica bản đồ.

Tuần trước, công ty đã thông báo rằng họ đang lắp đặt một pin nhiên liệu oxit rắn 1 megawatt tại cơ sở sản xuất và trụ sở của Ferrari ở Maranello, Ý, dường như để hỗ trợ kế hoạch mở rộng quy mô của nhà sản xuất ô tô mang tính biểu tượng này.

“Quan hệ đối tác với Ferrari, công ty hàng đầu toàn cầu trong lĩnh vực ô tô và xa xỉ trong 75 năm, đánh dấu sự gia nhập của Bloom vào Liên minh Châu Âu và Ý và là bước đầu tiên hướng tới các dự án tiềm năng lớn hơn giữa hai công ty,” Bloom hào hứng.

“Nền tảng hiệu quả cao của Bloom Energy chuyển đổi các nhiên liệu như hydro, khí sinh học hoặc khí tự nhiên thành điện sạch mà không cần đốt cháy. Thông qua nền tảng oxit rắn của Bloom, Ferrari được kỳ vọng sẽ có thể giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và lượng khí thải carbon tại cơ sở sản xuất của mình đồng thời mang lại lợi ích về chi phí và tính bền vững, ”họ nói thêm.

Nếu một megawatt nghe có vẻ hơi nhỏ, thì đúng là như vậy. Mục tiêu ban đầu là cung cấp 5% nhu cầu năng lượng của Ferrari. Tuy nhiên, để cải thiện hiệu suất năng lượng, pin nhiên liệu mới sẽ có tác động đáng kể. Bloom và Ferrari kỳ vọng sẽ tiết kiệm 20% lượng khí đốt được sử dụng bởi hệ thống đồng phát hiện có của cơ sở và giảm lượng khí thải cục bộ.

Hydro xanh có thể được sử dụng. Bloom cũng đưa ra một gợi ý rằng nền tảng Máy chủ Năng lượng Bloom linh hoạt của nó sẽ cho phép “Ferrari tạo ra điện không carbon từ hydro và các nguồn nhiên liệu không carbon khác, hỗ trợ cho“ nền kinh tế hydro mới nổi của Ý, ”dường như đang nổi lên cùng với sự tập trung của EU vào hydro xanh.

Thú vị! Dù sao đi nữa, nếu các bên liên quan đến hóa thạch kế thừa như Shell thực sự nghiêm túc trong việc cứu hành tinh, thì tốt hơn là họ nên tiếp tục. Mọi thứ đang trở nên nóng bỏng quanh đây!

Theo tôi trên Twitter @TinaMCasey.

Ảnh: Oxit rắn pin nhiên liệu lịch sự của Ceres.

 

Kiểm tra thương hiệu mới của chúng tôi Hướng dẫn xe đạp điện. Nếu bạn tò mò về xe đạp điện, đây là nơi tốt nhất để bắt đầu hành trình di động điện tử của bạn!

 

 

Đánh giá cao tính độc đáo của CleanTechnica và phạm vi tin tức công nghệ sạch? Cân nhắc trở thành một Thành viên, Người hỗ trợ, Kỹ thuật viên hoặc Đại sứ của CleanTechnica - hoặc một khách hàng quen trên Patreon.

 

Bạn có mẹo cho CleanTechnica, muốn quảng cáo hoặc muốn đề xuất một vị khách cho podcast CleanTech Talk của chúng tôi? Liên hệ với chúng tôi tại đây.

quảng cáo

 


tại chỗ_img

Tin tức mới nhất

tại chỗ_img