从生物质原料中制造氢能的新途径

一个工程小组相信,实现碳中和能源的两种途径的综合前景:生物质和氢。这个研究小组来自西弗吉尼亚大学Benjamin M. Statler工程与矿产资源学院。

WVU Benjamin M. Statler工程与矿产资源学院的研究人员正在寻找从生物质原料中制造氢能的方法,该研究得到了美国能源部的资金支持。图片来源:西弗吉尼亚大学。

GE塑料材料工程教授Debangsu Bhattacharyya正在进行一项突破性的研究,在美国能源部约150万美元的援助下,从生物质原料中产生氢能。

当科学家和行业领袖讨论清洁能源未来的燃料来源时,有几次谈话都围绕着气态和液态氢替代化石燃料作为各种能源的潜力,从汽车和飞机到家庭和企业使用的电力。

其他的对话集中在所谓的“生物质”:木材、粪便、柳枝稷和其他有机材料,它们可以隔离二氧化碳,使它们能够被用作燃料生产能源。

Bhattacharyya和合作者John Hu(天然气利用工程系主任)和Oishi Sanyal(助理教授)正在利用这两种途径生产绿色能源。他们正在学习如何通过一种被称为气化的过程有效而经济地实现这种转变。

巴塔查里亚描述说,当生物质等碳质材料在二氧化碳或蒸汽等气化剂存在的情况下遭受高温时,就会发生气化。这一过程往往会产生二氧化碳和氢气等气体,这些气体可以被分离和捕获。

巴塔查里亚认为,生物质制氢途径是未来清洁制氢的主要技术之一。然而,与目前的生物质气化技术相比,他的团队首先应该设计出一种体积更小、价格更便宜的气化系统。

巴塔查里亚设想了一个气化炉,它有潜力生产用于燃料电池的超纯氢分级,而温室气体二氧化碳已被隔离。

气化并不是新事物,但目前的商业气化系统通常规模较大,资金密集,这使得它们在商业上缺乏吸引力

Debangsu Bhattacharyya,教授,GE塑料材料工程,西弗吉尼亚大学

巴塔查里亚补充道:“如果生物质要成为氢燃料生产的原料,气化炉必须变得更便宜,更模块化,以便它们可以安装在分布的位置,而不是在一个中心位置的大型设施。分布式生产氢气也可以很大程度上缓解氢气运输和储存的问题”。

规模经济意味着大型化工厂比小型化工厂享有经济利益。然而,Bhattacharyya使用各种创新方法来保证他的设计是负担得起的。

他的团队将使用一种被称为“新型多功能催化剂”的技术,与目前的商业气化系统相比,它可以在更低的温度下工作,同时产量已达到最大化。

此外,巴塔查里亚表示,他们还将研究一种高度“强化”的气化炉,该气化炉可以在一个单元中容纳多个单元的操作,并从气化炉本身生产超纯氢气。

我们提出的技术预计高度紧凑,可部署,没有太多的占地面积,使其成为一个可行的方法,以生产氢气的规模,例如市政设施

Debangsu Bhattacharyya,教授,GE塑料材料工程,西弗吉尼亚大学

巴塔查里亚描述说,科学家将进行实验并开发数学模型。为了理解数以百计的设计和操作变量的利害关系。有了这些信息,我们就可以改进生产氢的绿色技术的过程经济性”。

应对全球变暖是当务之急我们相信,该项目将在生产绿色、廉价、安全、可靠和有弹性的能源方面发挥关键作用

Debangsu Bhattacharyya,教授,GE塑料材料工程,西弗吉尼亚大学

来源:https://www.wvu.edu/

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