Smeltet karbonat Høytemperatur brenselceller i skalering

FuelCell Energy (FCE) utvikler brenselceller med høy temperatur som kan fungere sammen med naturgass- og kullanlegg for å forbedre effektiviteten og renere energi. Det Connecticut-baserte firmaet har utviklet en ny type brenselcelle som bruker smeltede karbonatelektrolytter. Denne elektrokjemiske cellen kan fange CO2 fra et kraftverks røykgass mens den genererer ekstra elektrisitet fra naturgass, kull eller annet brensel. Selskapet har mer enn 100 amerikanske brenselcellepatenter, partnere med store navn og en skyhøy aksjekurs. Det den ennå ikke har er fortjeneste eller et markeringsprosjekt som viser at teknologien lønner seg i kommersiell skala.

En brenselcelle er en enhet som genererer elektrisitet gjennom en elektrokjemisk reaksjon, ikke forbrenning. Det er noen som hevder at det å produsere varme fra hydrogen uten forbrenning er unikt eller magisk.

Virkelige energiløsninger har målt beregninger for å avgjøre om de er økonomiske å erstatte hele kullbrenneren eller å legge til brenselcellen langs kullverket. Smeltet karbonat brenselceller er klart definert når det gjelder vitenskap, ingeniørvitenskap, økonomi og skalerbarhet. Det er pretendere som ikke er definert og som ikke utfører gjennomsiktig ingeniørdesign og kostnadsstudier og som ikke jobber mot å avklare faktiske potensielle fordeler.

Smeltet karbonat Høytemperatur brenselceller Skalere PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Smeltet karbonat Høytemperatur brenselceller Skalere PlatoBlockchain Data Intelligence. Vertikalt søk. Ai.

Smeltet-karbonat brenselceller (MCFC) er høytemperatur brenselceller som opererer ved temperaturer på 600 °C og over.

Smeltet karbonat brenselceller (MCFC) ble utviklet for naturgass, biogass (produsert som et resultat av anaerob fordøyelse eller biomassegassifisering), og kullbaserte kraftverk for elektriske, industrielle og militære applikasjoner. MCFC-er er høytemperaturbrenselceller som bruker en elektrolytt sammensatt av en smeltet karbonatsaltblanding suspendert i en porøs, kjemisk inert keramisk matrise av beta-aluminiumoksid fast elektrolytt (BASE). Siden de opererer ved ekstremt høye temperaturer på 650 °C (omtrent 1,200 °F) og høyere, kan ikke-edle metaller brukes som katalysatorer ved anoden og katoden, noe som reduserer kostnadene.

Forbedret effektivitet er en annen grunn til at MCFC-er gir betydelige kostnadsreduksjoner i forhold til fosforsyrebrenselceller (PAFC). Brenselceller med smeltet karbonat kan nå effektiviteter som nærmer seg 60 %, betydelig høyere enn effektiviteten på 37–42 % til et brenselcelleanlegg med fosforsyre. Når spillvarmen fanges opp og brukes, kan den totale drivstoffeffektiviteten være så høy som 85 %

Design og tri-kriterieoptimalisering av et MCFC-basert energisystem med hydrogenproduksjon og -injeksjon: Et forsøk på å minimere karbonutslippet

Trusselen om rask uttømming av fossile brenselreserver og utslipp av forurensninger på grunn av uttømming av disse ressursene har hatt katastrofale konsekvenser for økosystemet. Bruk av effektive energisystemer, spillvarmegjenvinning fra disse systemene og reduserte karbondioksidutslippssykluser er en tilnærming for å avverge denne truende trusselen i denne sammenhengen. Det foreslås i denne artikkelen å utnytte elektrisiteten som genereres av bunnabsorpsjonskraftsyklusen til å lage hydrogen for bruk i et smeltet karbonat brenselcellebasert energisystem. Systemet kalles nesten null karbon siden den effektive spillvarmeutnyttelsen tillater maksimal hydrogen og minimal bruk av hydrokarbondrivstoff. Konseptet med nesten-null karbonsyklus blir utforsket fra synspunkter av teknologi, økonomi og miljø. Det er nødvendig å gjøre multi-kriterieoptimalisering for å etablere det optimale driftspunktet for systemet som vurderes for å redusere kostnader og CO2-utslipp og samtidig øke effektiviteten. En parametrisk analyse utføres for å oppdage de viktige designparametrene som påvirker systemets ytelse under vurdering. Inkludert blant faktorene som undersøkes er drivstoffutnyttelsesfaktoren, strømtetthet, stabeltemperatur (Tstack) og forholdet mellom damp og karbon (rsc). Etter undersøkelse ble det oppdaget at det foreslåtte systemet hadde en energi- og eksergieffektivitet på henholdsvis rundt 66.21 % og 59.5 %. I følge funnene fra eksergianalysen rangerte MCFC og etterbrenneren høyest når det gjelder eksergiødeleggelse (henholdsvis 93.12 MW og 22.4 MW). De tri-objektive optimaliseringsfunnene viser også at det mest optimale løsningspunktet har en eksergieffektivitet på 59.5 %, en total kostnadsrate på 11.7 ($/gigajoule) og CO2-utslipp på 0.58 tonn/MWh.

Brian Wang er en futuristisk tankeleder og en populær vitenskapsblogger med 1 million lesere per måned. Bloggen hans Nextbigfuture.com er rangert som #1 Science News Blog. Den dekker mange forstyrrende teknologi og trender, inkludert rom, robotikk, kunstig intelligens, medisin, anti-aging bioteknologi og nanoteknologi.

Han er kjent for å identifisere banebrytende teknologier, og er for tiden en av grunnleggerne av en oppstart og innsamling for høy potensielle selskaper i et tidlig stadium. Han er forskningssjef for allokasjoner for dype teknologiinvesteringer og en engelinvestor hos Space Angels.

Han er en hyppig foredragsholder i selskaper, og har vært TEDx -foredragsholder, høyttaler på Singularity University og gjest på mange intervjuer for radio og podcaster. Han er åpen for offentlige foredrag og rådgivning.

Tidstempel:

Mer fra Neste Big Futures