CSIRO внедряет новую водородную технологию, которая использует на 30 процентов меньше энергии ветра и солнечной энергии

CSIRO создала новую компанию, использующую электролизерную технологию, которая требует на 30 процентов меньше энергии ветра и солнца, что является значительным достижением в гонке за то, чтобы сделать производство экологически чистого водорода максимально эффективным и экономически выгодным.

Новая компания под названием Hadean Energy опробует передовую технологию на сталелитейном заводе BlueScope в Порт-Кембла, чтобы продемонстрировать оборудование в пилотном масштабе в промышленной среде, прежде чем перейти к установкам мегаваттного масштаба.

Это одна из многих новых экологически чистых водородных технологий, где эффективность – особенно в отношении количества используемой электроэнергии – имеет ключевое значение. Компания Hysata, дочернее предприятие Университета Вуллонгонга, недавно открыла свое первое производственное предприятие в Порт-Кембле и строит свою первую установку мощностью 5 МВтч.

Электролизеры, в которых используется промышленный нагрев и твердые керамические электролиты, трудно масштабировать, они разрушаются при высоких температурах, а длинные уплотнения по краям плоских, квадратных или прямоугольных форм создают много возможностей для утечек.

Но на сегодняшний день это один из немногих вариантов для промышленных объектов, желающих использовать отходящее тепло, которое в противном случае пришлось бы дорого охлаждать, и отработанный пар для производства водорода или синтетических углеводородов.

Исследователи CSIRO потратили последние семь лет на создание альтернативы: почему бы вместо плоских квадратов не построить трубки, которые нужно герметизировать только на каждом конце?

Конечный результат — керамическая трубка с электродами внутри и снаружи — обманчиво прост. Но исследователям, возглавляемым руководителем CSIRO по водороду доктором Сарбжитом Гидди, пришлось преодолеть ряд проблем, прежде чем они пришли к своей первой 250-ваттной системе (плоские квадраты построить легко, а трубки — нет).

Испытания первой установки мощностью в киловатт на металлургическом заводе Bluescope Steel в Порт-Кембле продлятся четыре месяца в следующем году. Тем временем компания работает над масштабированием производственного процесса для создания установки мощностью в мегаватт.

Через пять лет компания хочет производить и продавать агрегаты мощностью в несколько мегаватт, говорит Дугал Адамсон, руководитель RFC Ambrian.

Технология трубчатого твердооксидного электролиза (SOE) использует пар промышленных процессов для разделения на кислород и водород, а также тепло промышленных процессов для снижения уровня энергии, необходимой для разрушения молекул и, следовательно, стоимости производства водорода или синтетических газов путем расщепления. молекулы углекислого газа.

Электроды внутри и снаружи трубки обеспечивают расщепление молекул. Керамический материал позволяет ионам кислорода выходить, сохраняя при этом водород.

Они утверждают, что при температуре 800°C система потребляет на 30 процентов меньше электроэнергии, или около 40 киловатт-часов (кВтч) на килограмм водорода, чем электролизер с протонообменной мембраной (ПЭМ) или щелочная система, которая потребляет около 55 кВтч/кг водорода. водород.

По словам Адамсона, при «низкокачественном» нагреве, то есть около отметки 200–300°C, его эффективность на 20 процентов выше.

«С точки зрения фундаментальных исследований, сама ячейка, разработанная CSIRO, очень хороша, поэтому фундаментальная наука превосходна и является ведущей в отрасли. То, что делает Хадин, — это следующий шаг в разработке и превращении его в полезный, коммерческий продукт для промышленности, безопасный, долговечный и масштабируемый», — говорит он.

Новая система может быть полезна для обоих уровней тепла.

Это означает, что компании, производящие перегретый пар, могут пропустить дополнительный этап его прохождения через турбину, чтобы затем привести в действие электролизер PEM, говорит Адамсон.

А из-за того, что пар содержит тепло, это означает, что низкокачественное тепло, которое в противном случае бесполезно и должно охлаждаться с помощью чиллеров, по-прежнему эффективно при использовании этой системы.

Гидди говорит, что эта технология позволяет интегрировать отработанное промышленное тепло обратно в промышленные процессы, что также исключает затраты на хранение и транспортировку и, следовательно, использование ископаемого топлива в промышленном процессе.

Эта система противостоит квадратным и плоским керамическим электролизерам, производимым такими компаниями, как Bloom Energy и Sunfire в США.