生产氢燃料按需

研究人员普渡大学进一步开发了一种可以代表一系列潜在应用的无污染能源,从高尔夫球推车到潜艇和汽车到紧急便携式发电机。

该技术通过向铝和镓合金中加水来生产氢气。当向合金中加入水时,铝通过吸引氧气将水分解,并在这个过程中释放出氢气。普渡大学的研究人员正在开发一种制造这种合金粒子的方法,这种粒子可以放在一个容器中与水发生反应,并根据需要产生氢气。欧洲杯猜球平台

镓是关键组成部分,因为它阻碍了与氧气粘接后通常在铝表面上产生的铝氧化铝皮肤的形成,是一种称为氧化的过程。这种皮肤通常用作屏障并防止氧气与铝反应。在发明该过程的Purdue的电脑工程教授的杰出教授中,减少了反应,直到所有铝用于产生氢气,直到所有铝用于产生氢气。

由于该技术首次在5月份宣布,研究人员开发了一种改进的合金形式,其含有更高浓度的铝。

最近发现详细刊登在第一研究论文的工作,将在9月7日在圣克拉拉第二能源纳米技术国际会议期间,加州是由伍德奥,查尔斯·艾伦和Jeffrey Ziebarth博士生在普渡大学电子与计算机工程学院的。

伍德说,该方法可用于根据需求产生氢气,使其使氢气储存或运输氢气 - 两个主要障碍。

镓组分是惰性的,这意味着它可以回收并重复使用。

“这尤其重要,因为与铝相比,目前镓的当前更高的成本,”伍德尔说。“因为镓可以恢复,这使得该过程具有经济上可行的并且对于大规模使用更具吸引力。此外,由于镓可以低纯度,因此纯镓的成本最终预期比高的倍数低电子行业中使用的纯度镓。“

当这种合金与水发生反应时,铝就会变成氧化铝,也叫氧化铝,而氧化铝又可以回收成铝。伍德尔说,回收的铝将比开采金属更便宜,使该技术与其他形式的能源生产更具竞争力。

在最近的研究中,工程师迅速冷却熔融合金以使颗粒为28%的铝制重量和重量镓72%。欧洲杯猜球平台伍德尔说,结果也是一种“亚稳固体合金”,也容易与水反应形成氢气,氧化铝和热量。

随后,研究人员发现,缓慢冷却熔融合金会产生含有80%铝和20%镓的粒子。欧洲杯猜球平台

“用欧洲杯猜球平台该80-20合金制备的颗粒在干燥空气中具有良好的稳定性,并随着水迅速反应形成氢气,”伍德尔说。“这种合金受到强烈调查,在我们看来,它可以发展成用于分裂水的商业上可行的材料。”

这项技术有许多潜在的应用。因为这种方法可以用氢气代替汽油来驱动内燃机,所以它可以用于汽车和卡车。在发动机中燃烧氢或使用氢驱动燃料电池只会产生水作为废物。

他说:“将普通内燃机转化为氢燃料是一件很简单的事情。你所要做的就是把汽油喷油器换成氢气喷油器。”

美国能源部已经制定了开发替代燃料的目标,即到2010年使“氢质量密度”达到6%,到2015年达到9%。氢的质量密度百分比是燃料中所含氢的质量除以燃料的总质量乘以100。假设50%的废水被回收并循环回到反应中,新的80-20合金的氢质量密度大于6%,这达到了美国能源部2010年的目标。

铝制成含有镓的原料矿质铝土矿,还含有镓。从铝土矿生产铝的废物镓。

“这项技术在商业上是可行的,”伍德尔说。“废弃的氧化铝可以回收成铝,而低成本的镓可以从从铝土矿生产铝的公司那里得到废料。美国有足够的铝生产100万亿千瓦时的能源。这足够满足美国35年的电力需求。如果不纯镓的生产成本低于每磅10美元,并用于车载系统,那么已知的镓储量足以运行10亿辆汽车。”

研究人员在论文中指出,为了让这项技术用于汽车和卡车的操作,将需要一个大规模的回收项目,将氧化铝变成铝,并回收镓。

“与此同时,还有其他有希望的潜在市场,包括草坪割草机和诸如高尔夫球车和轮椅等个人机动车辆,”伍德尔说。“未来的高尔夫球推车,从现在开始,三到四年,将具有铝镓合金。您将添加水以产生用于内燃机的氢气或操作充电电池的燃料电池。电池将会然后为电动机供电以驱动高尔夫球车。“

迅速开发的另一个应用程序是用于将氢气运行小型内燃机的紧急便携式发电机。伍德尔说,发电机可能会在一年内的市场上市场。

该技术也可以使可以将非污染方式引入闲置的柴油卡车。卡车司机闲置了他们的发动机,以使电力流入电器和加热和空调系统,同时送达或停放,但这种怠速会导致空气污染,这促使有几个国家限制了这种实践。

新的氢技术可以解决卡车怠速困境。

“我们所提出的是卡车将在氢气或柴油燃料上运行,”伍德尔说。“虽然你在路上你正在使用柴油,但在卡车怠速时,它在氢气上运行。”

伍德尔说,新的氢技术也将非常适合潜艇,因为它不排放有毒气体,可以在密闭空间使用而不会伤害船员。

“你可以用这种技术取代核潜艇,”他说。

其他类型的船只,包括游船,也可以配备这种技术。

“海事申请特别吸引人的一个原因是你没有拖运水,”伍德尔说。

Purdue研究人员认为,通过传统能源使过程竞争将要求氧化铝使用专用基础设施来回收铝,例如核电厂或风力发电机。然而,研究人员现在知道使用已经可用的标准处理,回收氧化铝的成本远远低于最初估计的成本。

“由于标准工业技术可用于将近纯氧化铝回收回铝

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