將來(lái)自太陽(yáng)能和風(fēng)能等可再生能源的能量通過(guò)以氨的形式來(lái)儲(chǔ)存的想法越來(lái)越多,澳大利亞正成為一個(gè)關(guān)鍵的參與者。
澳大利亞通常富含化石燃料,但在可再生能源方面也具有巨大的潛力。
它每平方米的太陽(yáng)輻射是所有大陸中最高的,其東西方的南部地區(qū)是世界上 “最好的風(fēng)力資源”的所在地。
可再生能源和儲(chǔ)能
有一種觀(guān)點(diǎn)認(rèn)為,澳大利亞可以將這種大部分尚未開(kāi)發(fā)的資源加以利用,不僅可以生產(chǎn)清潔的能源供自己使用,而且還可以用于出口。
充分利用來(lái)源于太陽(yáng)和風(fēng)力的綠色能源,其中一個(gè)最大的挑戰(zhàn)就是儲(chǔ)能問(wèn)題。
通過(guò)經(jīng)濟(jì)高效的存儲(chǔ)方式,你可以順利地匹配供需,并為未來(lái)節(jié)省電力。此外,如果該存儲(chǔ)方式是可移動(dòng)的,還可以將其出售給遠(yuǎn)方的其他用戶(hù)。
這種潛力最近得到了澳大利亞政府的認(rèn)可。
2017年5月,澳大利亞可再生能源署(ARENA)發(fā)起了一項(xiàng)計(jì)劃,詳細(xì)說(shuō)明了“投資重點(diǎn)”項(xiàng)目,投資金額接近8億澳元。
ARENA首席執(zhí)行官I(mǎi)vor Frischknecht當(dāng)時(shí)表示,“澳大利亞的理想定位是將可再生能源作為主要能源(例如氫或氨)出口或體現(xiàn)在原材料加工中?!?nbsp;
氨作為無(wú)碳燃料
化石燃料來(lái)自于很久以前植物儲(chǔ)存的能量,易于儲(chǔ)存與運(yùn)輸。然而,由于其富含碳元素,這些燃料燃燒后會(huì)增加大氣中溫室氣體二氧化碳(CO2)的含量。
與其他許多已簽署減少碳排放的國(guó)家一樣,澳大利亞致力于尋求更環(huán)保的方式來(lái)生產(chǎn)和儲(chǔ)存能源。
無(wú)碳、綠色能量?jī)?chǔ)存的主要競(jìng)爭(zhēng)者是液態(tài)氫(H2)。這個(gè)簡(jiǎn)單的分子僅包含兩個(gè)由單一化學(xué)鍵連接的氫原子。
然而,H2并不像氨(NH3)那樣能量密集,氨(NH3)是具有三個(gè)化學(xué)鍵的氮和氫的化合物。但是,由于歷史原因,NH3作為綠色燃料已經(jīng)被逐漸忽略,而H2卻引起了很多關(guān)注和投資。
但這種情況現(xiàn)在可能即將得到改變,這部分歸功于位于墨爾本的莫納什大學(xué)(Monash University)團(tuán)隊(duì)的努力。
氨燃料電池
DougMacFarlane教授和他的團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)一種燃料電池,在將可再生能源轉(zhuǎn)化為氨的過(guò)程中,產(chǎn)生電能。
該裝置與大型智能手機(jī)大小相當(dāng),通過(guò)吸入空氣中的氮?dú)馀c電解水產(chǎn)生的氫氣,便可制造氨。
MacFarlane教授將這個(gè)過(guò)程比作“吸入氮?dú)獠⒑舫霭薄薄?nbsp;
教授和他的團(tuán)隊(duì)正在開(kāi)發(fā)這項(xiàng)比 Haber-Bosch工藝更具吸引力的技術(shù),Haber-Bosch工藝是過(guò)去100年來(lái)生產(chǎn)氨的主要方法。
Haber-Bosch工藝在為化肥行業(yè)生產(chǎn)氨方面是非常成功的。
但這個(gè)過(guò)程是碳密集型的。因?yàn)樗褂玫臍錃?,是通過(guò)將煤或天然氣與高壓、過(guò)熱蒸汽混合而制成,該反應(yīng)產(chǎn)生CO 2作為副產(chǎn)物。
N2很容易從空氣中分離出來(lái)。但是,為了使N2與H2反應(yīng),該過(guò)程需要消耗更多的化石燃料(導(dǎo)致進(jìn)一步的二氧化碳排放)以達(dá)到所需的壓力。
有一些方法可以使Haber-Bosch工藝減少碳密集度。例如,借助可再生能源產(chǎn)生的電力,氫氣可以來(lái)自于電解水。
但是,隨著去碳化壓力在全球范圍內(nèi)的增加,對(duì)于生產(chǎn)氨(如MacFarlane教授的燃料電池)的需求可能會(huì)增長(zhǎng),這些氨來(lái)自于空氣,水和電,但沒(méi)有碳。
下面的視頻來(lái)自“科學(xué)雜志”,解釋了可再生氨的原理以及澳大利亞正在進(jìn)行的一些工作,同時(shí)也解釋了MacFarlane教授的氨燃料電池如何工作。
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:燃料電池茶館
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