Proveržio kuro elementai, kuriuos tiekia vandenilis iš nuotekų

Visos Naujienos

nuotekos.jpgOregono valstijos universiteto mokslininkai atrado efektyvų būdą gaminti vandenilio energiją naudojant biologines atliekas, pavyzdžiui, komunalines nuotekas. Naujoviškas procesas sunaudoja 75% mažiau energijos nei tradicinis vandenilio gamybos metodas, ir tai galima padaryti už daug mažesnę kainą.

Naujas požiūris galėtų būti naudojamas kelių rūšių biologinėms atliekoms, įskaitant mėšlą, medienos atliekas ar nuotekas, vandeniliui gaminti už daug mažesnę kainą nei tradicinė elektrolizė. technologija, todėl ji yra patraukli naudoti vandenilio kuro elementuose, kurie gali varyti neteršiančius ateities automobilius.


'Laboratorijoje mes jau esame gana arti Energetikos departamento vandenilio sąnaudų tikslo - nuo 2 iki 3 USD už benzino galono ekvivalentą', - sakė OSU biologijos ir ekologinės inžinerijos docentas Hong Liu. 'Ir atlikus keletą papildomų tyrimų, šias sistemas turėtų būti įmanoma išplėsti iki komerciniam naudojimui reikalingo lygio.'

Bet tai net ne pati geriausia žinia.

Nors iš nuotekų ji gamina daug vandenilio, ši sistema taip pat valo vandenį. Konceptualiai būtų galima sukurti valymo įrenginius, kurie viename gale imtų nuotekas, o iš kito - švarų vandenį ir vandenilio kurą. Jų gamybos potencialą gali riboti tik jų turimų žaliavinių atliekų kiekis - o nuotekos ateityje gali būti ne atliekų šalinimo problema, o vertinama prekė, dar viena svarbi tautos tvarios energijos lygties sudedamoji dalis.

Pasak mokslininkų, taip pat gali būti naudojamos kitos biologinių atliekų formos. Galima naudoti sumedėjusią biomasę. Tinkamas būtų didelis maisto perdirbimo gamyklų atliekų kiekis, taip pat žemės ūkio atliekos, pavyzdžiui, didžiuliai mėšlo kiekiai, pagaminti galvijuose, kiaulėse ir kitose gyvulininkystės operacijose. Šiame kontekste gali būti visai įmanoma padaryti šilkinę piniginę iš paršavedės galo.


Visa tai pasiekta atlikus fundamentinius „mikrobų elektrolizės elementų“ arba MEC tyrimus, kuriuose naudojamas naujas „be membranų“ metodas, kuris kainuoja mažiau ir yra žymiai efektyvesnis už esamus metodus.

Rezultatus ką tik pranešė Oregono valstybinio universiteto Inžinerijos koledžo mokslininkai profesiniame žurnale „Water Research“.


'Pašalinus membraną galima ne tik supaprastinti MEC konstrukciją, veikimą ir priežiūrą, bet ir sumažinti vidinį atsparumą, taip padidinti vandenilio gamybos greitį', - sakoma tyrėjų pranešime.

Šiose sistemose gamtoje esantys kanalizacijos mikroorganizmai prisijungia prie anodo paviršiaus ir skaido nuotekas nuotekose įrenginyje, kuris yra kažkas panašaus į bateriją. Atliekos suyra, galiausiai paliekant protonus, kurie migruoja į katodą, sujungiami su elektronais ir generuoja vandenilį.

honda-recharging-station.jpgŠios sistemos gali būti pritaikytos tiesiogiai gaminti elektrą arba panaudotos vandeniliui gaminti, kuris savo ruožtu gali būti naudojamas elektrai gaminti iš vandenilio kuro elementų - tai esama ir plačiai patikrinta technologija.

„Vandenilis dažnai buvo laikomas idealiu kuru kuro elementais varomiems automobiliams eksploatuoti“, - sakė Liu. „Vandenilio kuro elementai yra maždaug 60 procentų efektyvūs, maždaug dvigubai didesni nei benzininio vidaus degimo variklio. Oro taršos nėra; vienintelis kuro elemento veikimo šalutinis produktas yra vanduo “.


Vienas iš didžiausių žingsnių, kuris vis dar reikalingas, kad šio tipo kuro elementų transporto priemonės taptų realybe, yra vandenilio gamybos problemų sprendimas - o Liu laboratorijoje sukurta nauja technologija gali gaminti vandenilį už kainą, artimą DOE tikslui. Į tuos išlaidų duomenis neįtraukiami galimi milijardų dolerių, išleistų valant šalies nuotekas, sutaupymai, kurie dar labiau padidina technologinį ekonominį gyvybingumą.

'Kitas įdomus šio požiūrio pritaikymas gali būti besivystančiose šalyse ar atokiose vietovėse', - sakė Liu. „Dažnai šiose vietose yra nedaug atliekų valymo įrenginių arba jų nėra, ir nėra praktiško būdo atokioje vietoje gaminti elektrą. Mažos ten naudojamos sistemos gali išspręsti abi problemas.

'Neabejotinai tai gali padėti prisidėti prie tvaresnės ateities', - sakė Liu. „Mes tuo pačiu metu galėtume išvalyti nuotekas ir gaminti kurą. Tai labai perspektyvu “.