Energie en omgewing

Die Imperial College-span produseer waterstof uit alge

Die Imperial College-span produseer waterstof uit alge



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.

[Beeldbron:Roland Tanglao, Flickr]

Waterstof is 'n baie skoon brandstof wat toenemend gebruik word as voertuigbrandstof en om elektrisiteit op te wek. Die probleem is hoe om dit doeltreffend te produseer sonder om aansienlike koolstofvrystellings te genereer en teen 'n mededingende koste. 'N Span navorsers aan die Imperial College kyk tans na die probleem en dink hulle weet hoe om dit te doen.

Brandstofselvoertuie

Voertuie kan toegerus wees met 'n waterstofbrandstofsel wat die chemiese energie van waterstof omskakel in meganiese energie. Brandstofselle doen dit deur 'n chemiese reaksie tussen waterstof en suurstof wat weer 'n elektriese motor bestuur. Hierdie metode om voertuie aan te dryf, is nou 'n belangrike deel van die Europese waterstofekonomie.

In September 2009 het 'n Europese groep ondernemings, regeringsorganisasies en 'n nie-regeringsorganisasie (NRO's) 'n studie onderneem oor passasiersvoertuie met die doel om alternatiewe kragtreine te ontwikkel, dit wil sê dié wat nie konvensioneel met fossielbrandstowwe aangedryf word nie. Sommige van hierdie maatskappye het 'n spesifieke belang in die ontwikkeling van brandstofsel-elektriese voertuie (FCEV's) en waterstof, tesame met ander belangstelling in ander tegnologieë vir hernubare voertuie, soos battery-elektriese voertuie (BEV's), plug-in basters (PHEV's), as 'n alternatief vir hul konvensioneel vervaardigde voertuie wat met fossiel aangedryf word, aangedryf deur 'n binnebrandenjin (ICE). Die belangrikste voordeel van hierdie soort voertuie is dat hulle mettertyd moontlik as 'n volledige vrystelling van voertuie ontwikkel kan word. Om die rede vorm die ontwikkeling van sulke voertuie 'n belangrike deel van die koolstofvrystellingspogings wat tans deur lande regoor die wêreld onderneem word.

Tegnologiese deurbrake in brandstofsel- en elektriese stelsels het die afgelope paar jaar die doeltreffendheid en koste-mededingendheid van motorvoertuie en brandstofselvoertuie aansienlik verhoog, sodat dit nou gereed is vir kommersialisering en massaproduksie om voordeel te trek uit skaalbesparings. Die EU het ook nou realistiese teikens gestel vir die koolstofvrystelling van die transportsektor teen 2050. Waterstofbrandstofselvoertuie vorm 'n belangrike deel van die teikens.

Die koste van brandstofselstelsels sal na verwagting teen 2025 met 70 persent daal, hoofsaaklik as gevolg van die verhoogde benutting van die hervulstofinfrastruktuur en skaalvoordele. Die vulinfrastruktuur verteenwoordig ongeveer 5 persent van die totale koste van FCEV's, of tussen 1000 euro en 2000 euro (£ 703 - £ 1407) per motor. Die waarde van FCEV's word dus toenemend positief na 2030, beide in terme van die totale koste van eienaarskap (TCO) en uitstoot. Gevolglik begin FCEV's reeds op die Europese voertuigmark verskyn.

Hoe om waterstof te produseer

Waterstof kom nie natuurlik voor nie, hoewel dit 'n energiedraer is. Die oorgrote meerderheid van die bestaande voorrade word van metaan vervaardig. Produksie uit hernubare energiebronne is lewensvatbaar, maar duur. Verder, wanneer dit vervaardig word uit natuurlike gas, het waterstof 'n hoë emissie-intensiteit.

In 'n poging om hierdie kwessies aan te spreek, begin navorsers aan die Imperial College in Londen, UK nou alge beskou as 'n manier om waterstof met behulp van die son te produseer. Alge is een van die oudste organismes op die planeet, wat al miljarde jare op aarde was. Alge skakel sonlig uiters doeltreffend om na energie en produseer waterstof as deel van die proses.

"Ek dink nie ons sou vir 'n beter beginpunt kon vra nie", het Pongsathorn Dechatiwongse, 'n PhD-student aan die Imperial College, gesê. "Die natuur het 'n ongelooflike bloudruk gelewer en as ons die proses kan benut, kry ons skoon, hernubare energie."

Pongsathorn studeer aan die Reaction Engineering and Catalytic Technology-groep van Imperial College, wat 'n multidissiplinêre span wetenskaplikes is wat chemie, chemiese ingenieurswese en materiaalwetenskap ondersoek. Die doel van die groep is om katalisators, reaktore en prosesse vir chemiese en brandstofsintese, energie-omskakeling, energie-omskakeling en die behandeling van afvalwater, afval en gebruikte katalisators te ontwerp, te ontwerp, te konstrueer, te modelleer, te karakteriseer, te beheer en te optimaliseer. Dit gebruik rekenmodellering as 'n belangrike deel van sy gevorderde eksperimentele studies. Pongsathorn self kyk na die ontwerp en bou van masjiene wat alge gebruik as deel van 'n bioreaktor wat waterstof produseer. Die probleem is egter hoe om dit op industriële skaal te doen, en daarom is hy veral geïnteresseerd in beide die onderliggende meganismes van hierdie proses en die voorwaardes wat nodig is om alge effektief te kan werk.

"Dit is soos 'n werkstroom en ons moet elke stap ken en wat dit kan bespoedig of vertraag," het Pongsathorn bygevoeg. "U sou nie glo dat die verskil wat subtiele veranderinge in die vorm van 'n houer kan maak nie."

Ongelukkig is die ideale toestande vir die vervaardiging van waterstof giftig vir die alge, wat beteken dat die meeste stelsels 'n beperkte lewensduur het. Die oplossing hiervoor is om aan te hou om alge in die stelsel te voer, maar dit verg voortdurende handmatige ingryping.

Of doen dit?

Pongsathorn het ondersoek ingestel na 'n stelsel met twee bioreaktore, waarvan een geskik is vir alge groei en die ander geskik is vir waterstofproduksie. Die truuk is dan om te verseker dat die tweede stelsel alge gevoer word in dieselfde tempo waarmee alge sterf. Deur dit te bereik, het die span van die Imperial College daarin geslaag om 'n betroubare tempo van voortdurende waterstofproduksie te behou, maar dit is 'n redelik delikate balans. Tot dusver het die span daarin geslaag om waterstofproduksie vir 31 opeenvolgende dae te handhaaf, wat ses keer meer waterstof produseer as 'n enkele kamerreaktor.

Die span is nou van plan om die proses van sy huidige laboratoriumstadium na 'n buitelugstelsel op te skaal. Tans poog hulle om 'n bioreaktor vir plastieksakke te ontwikkel wat op sommige dakke op die kampus van die Imperial College in South Kensington geplaas kan word. Hulle het ook die resultate van hul navorsing tot dusver in die vaktydskrif Algal Research gepubliseer.


Kyk die video: Future Of Hydrogen Fuel Cells (Augustus 2022).