Чавунні реактори по зберіганню водню

ПРИВІТ МИ З УКРАЇНИ!

Все частіше на шпальтах технічних новин у всьому світі друкуються висловлення фахівців, щодо джерел енергії майбутнього, бо використання викопного палива шкодить навколишньому середовищу і визиває екологічні катастрофи. Найбільшим пріоритетом є саме водень і в напрямку його виробництва і використання розробляється чи мало проектів. Особлива увага приділяється його зберіганню, бо цей процес витратний, енергоємний, ще й небезпечний.

Технічна новина, з якою хочу познайомити вас, шановний відвідувач мого інформаційного майданчику, стосується саме нового способу зберіганню водню, що розробили швейцарські вчені. Вони запропонували спосіб застосування звичайного заліза для зберігання водню. Заливши водень у баки із трьох тонких шарів нержавіючої сталі, вони створили батареї, здатні місяцями зберігати 10 МВт. год енергії, не втрачаючи ємності. Все завдяки процесу утворення іржі, що застосовується і у залізо-повітряних батареях. Виходить дешево, просто та надійно.

Намагаючись зменшити свою залежність від викопного палива, уряд Швейцарії планує використовувати сонячну енергію для забезпечення 40 відсотків своїх енергетичних потреб до 2050 року. Проблема сонячної енергії, особливо в Швейцарії, полягає в тому, що влітку її надто багато. і надто мало взимку, коли потреба в енергії різко зростає.

Щоб подолати цей недолік, уряд планує використовувати енергію від вітряних і гідропарків, а також, якщо це необхідно, від газових установок. Проте дослідники з ETH Zurich мають кращу ідею і вважають, що водень може задовольнити цю потребу.

Репрезентативне зображення водню, що зберігається в баках

Очевидно, надлишки треба запасати. Для цього уряд планує використовувати різні накопичувачі, у тому числі на основі водню. У літню пору молекули води можна розщеплювати, а в зимовий — користуватися воднем як чистим паливом. Проблема в тому, що довготривале зберігання вкрай летючого газу потребує багато енергії та пов’язане з ризиком. Безпечніше та дешевше зберігати водень у вигляді іржі.

Читайте також: Найбільша у світі електростанція на водневих паливних елементах

Техніка 19 століття

Під керівництвом Венделіна Старка, професора функціональних матеріалів, дослідники ETH Zurich використовують процес парової праски, відомий з XIX століття, для зберігання водню в залізі. Займистий газ закачується в реактор з нержавіючої сталі, де температура залізної руди підтримується при 400 0 С.

При цих температурах водень витягує кисень із оксиду заліза або іржі, утворюючи воду та залізо. Це дуже схоже на зарядку акумулятора, де енергія зберігається у воді та залізі та може зберігатися місяцями без значних втрат.
У зимові місяці, коли потреба в енергії висока, дослідники можуть запустити гарячу пару в ці реактори. Це змінює процес, утворюючи іржу та вивільняючи водень. Водень можна використовувати для виробництва електроенергії в паливних комірках або навіть спалювати як паливо для руху турбіни.

Схематичне зображення процесів перетворення, пов’язаних із накопиченням водню в залізі. Зображення: ETH Zurich .

Недорогий варіант зберігання

Найбільшою перевагою цього варіанту зберігання є те, що він простий у виконанні та недорогий. Матеріали, які використовуються в процесі, не потребують попередньої обробки, і їх можна легко масштабувати в будь-якій точці світу, не підвищуючи ринкових цін на залізо.

Ємність зберігання на місці можна збільшити, просто додавши більше реакторів, і матеріал можна переробляти за допомогою циклів заряджання-розряджання протягом багатьох років без необхідності заміни. Дослідники ETH побудували три таких реактори як пілотну установку в університетському містечку Хенгерберг, щоб продемонструвати технологію.

Об’єкт може зберігати 10 МВт. год водню, який при зворотному перетворенні може давати 4-6 МВт. год енергії. Недоліком технології є те, що вона втрачає до 60 відсотків енергії на етапах перетворення.

Однак дослідники прагнуть випробувати технологію з чавунними реакторами по зберіганню водню в більших масштабах і планують зберігати 4 ГВт. год в реакторах об’ємом 2000 кубічних метрів. Такий об’єкт міг би задовольнити одну п’яту потреб згаданого містечка в енергії взимку, використовуючи енергію, що утримується в літні місяці.

«Переваги» роблять технологію приблизно «в десять разів дешевшою за існуючі методи», – йдеться в дослідженні.

Джерело: interestingengineering

Дякую, що залишаєтеся зі мною. Вам подобаються мої статті? Бажаєте бачити більше цікавих матеріалів?😌 Підтримайте мене, залишайте коментар або лайк і порекомендуйте знайомим.✍ Ви допоможите мені досягти  встановлену ціль — щоденне відвідування на сайті 1000 чоловік.