Nad prototypem urządzenia, które wytwarza energię elektryczną, oraz ciepło i zapewni niezależność energetyczną każdemu gospodarstwu domowemu, pracują naukowcy z Politechniki Warszawskiej. Można będzie w nim wykorzystać różnego rodzaju paliwa płynne, nawet bimber.
Nad powstaniem prototypu takiej jednostki kogeneracyjnej (tzn. wytwarzającej równocześnie lub w ramach jednego procesu technologicznego energię elektryczną i ciepło) pracuje dr inż. Olaf Dybiński z Wydziału Mechanicznego Energetyki i Lotnictwa Politechniki Warszawskiej wraz z zespołem.
Jak wyjaśnia badacz, będzie to jednostka kogeneracyjna zupełnie nowego typu, określana jako Molten Carbonate e-Fuel Cell (w skrócie MCeFC).
Jest to wysokotemperaturowy stos ogniw paliwowych bazujący na technologii ogniw węglanowych, jednak zasilany płynnymi biopaliwami i e-paliwami zamiast wodorem. Ogniwa te w procesie elektrochemicznym, w ramach którego następuje transport jonów węglanowych, pozwalają na wytwarzanie energii elektrycznej i ciepła. Cały proces zachodzi przy temperaturze 600-700 st. C.
mówi inżynier
W jednostce MCeFC paliwa płynne (takie jak nafta, olej napędowy czy różne alkohole) są przekształcane w mieszankę wodoru i tlenku węgla (tzw. gaz syntezowy) przy użyciu pary wodnej i ciepła. Bilans cieplny pozostaje jednak wciąż pozytywny. Proces ten jest określany jako reakcja reformingu parowego paliw płynnych.
Dzięki odpowiedniej konstrukcji możliwe będzie bezpośrednie zastosowanie różnych, w tym syntetycznych, paliw płynnych i biopaliw, co jest innowacją na rynku ogniw paliwowych i w gałęzi urządzeń kogeneracyjnych małej skali.
tłumaczy dr Dybiński
Dzięki temu rozwiązaniu gospodarstwa domowe (domy jednorodzinne) będą mogły samodzielnie wytwarzać energię elektryczną i ciepło na własne potrzeby, bez konieczności polegania na sieci elektroenergetycznej.
Do wytwarzania energii elektrycznej i ciepła na własne potrzeby będą używane paliwa, które wkrótce będą dostępne na każdej stacji benzynowej lub będą mogły być wytworzone z wykorzystaniem tradycyjnej fermentacji alkoholowej. Mamy tu na myśli alkohole – z naciskiem na te wytwarzane syntetycznie, aby zachować zamknięty obieg dwutlenku węgla – takie jak metanol, etanol, propanol czy też gliceryna, jak również biopaliwa, produkowane głównie w oparciu o naturalne procesy fermentacji alkoholowej, na przykład po prostu bimber.
wymienia inżynier
Jak tłumaczy, w praktyce wykorzystanie opracowywanego kogeneratora będzie ograniczało się do uzupełniania zbiornika paliwa mieszaniną wody i wybranego alkoholu, gdyż wodór biorący udział w procesie wytwarzania energii uwalniany będzie bezpośrednio w urządzeniu zarówno z paliwa, jak i z wody.
Urządzenie MCeFC powinno pracować bez obsługi serwisowej przez kilkadziesiąt tysięcy godzin, zapewnia dr Dybiński.
W projekcie zrezygnowano z paliwa w postaci czystego wodoru po to, by uniknąć problemów z jego transportem i magazynowaniem. Zdaniem dr. Dybińskiego procesy te zawsze generują straty, a także wymagają użycia dodatkowej energii elektrycznej, np. do sprężania czy skraplania. To wiąże się z dodatkowymi kosztami.
Ponadto wodór jest łatwopalny i wybuchowy, co również utrudnia transport i magazynowanie oraz byłoby niebezpieczne w przypadku przechowywania paliwa w domu.
Zastąpienie wodoru paliwami, które mogą być transportowane i przechowywane z wykorzystaniem dostępnej infrastruktury, rurociągów, zbiorników i kanistrów, pozwala nie tylko na uniknięcie problemów związanych z wodorem jako paliwem, ale zarazem umożliwia wykorzystanie wszystkich zalet, jakie niesie za sobą rozwój odnawialnych źródeł energii, technologii wychwytu CO2 i magazynowania energii w postaci energii chemicznej paliwa.
Dzięki wykorzystaniu paliw syntetycznych produkowanych z wychwyconego CO2 (e-paliw) zapewniamy zamknięty obieg dwutlenku węgla, a więc nie generujemy nowych zanieczyszczeń do atmosfery. Jeśli natomiast wykorzystamy biopaliwo, tak naprawdę MCeFC będzie odnawialnym źródłem energii, które może być traktowane na równi z fotowoltaiką czy wiatrakami.
wyjaśnia dr Dybiński
Wykorzystanie biopaliw do zasilania MCeFC w przyszłości powinno umożliwić traktowanie urządzenia jako generator OZE pracujący w systemie prosumenckim (jednoczesna produkcja i konsumpcja dóbr). Do tego potrzebne jest jednak dostosowanie przepisów, ocenia badacz.
W ramach projektu planujemy także opracować strategię zmiany przepisów i lobbować za rozszerzeniem definicji instalacji kwalifikujących się do udziału w rynku energii w roli prosumenta, właśnie w celu uwzględnienia generatorów elektrochemicznych takich jak MCeFC.
deklaruje dr Dybiński
Ocenia, że takie rozwiązanie przyniosłoby dodatkowe zyski dla użytkowników i stabilizację pracy sieci elektroenergetycznej w dowolnej skali, gdyż MCeFC generuje stabilną moc elektryczną i jest urządzeniem sterowalnym w odróżnieniu od fotowoltaiki i wiatraków, które w pełni uzależnione są od warunków atmosferycznych.
Obecnie zespół dr. Dybińskiego jest na etapie opracowywania projektu technicznego elementów konstrukcyjnych jednostki MCeFC.
źródło: naukawpolsce.pl
☀️ Odnawialne źródła energii – dodatkowe informacje:
bateria ze stałym elektrolitem, biogaz, biogazownia, biomasa, biometan, biopaliwo, biowodór, blackout, Cable pooling, dynamiczne ceny energii, efektywność energetyczna budynków, energetyka prosumencka, energetyka jądrowa, energetyka rozproszona, energia cieplna oceanu, energia geotermalna, energia prądów morskich pływów i falowania, energia słoneczna, energia wiatru, energia wodna, fleksument, fuzja termojądrowa, klastry energii, kogeneracja, konsument, kryzys energetyczny, linia bezpośrednia, LNG, LPG, magazyny energii, offshore, perowskit, prosument, prosument lokatorski, prosument zbiorowy, REPowerEU, Small Modular Reactor (SMR), spółdzielnie energetyczne (wspólnoty energetyczne), system net-billingu, transformacja energetyczna, wirtualny magazyn, wodór, ubóstwo energetyczne, zielona energia, zrównoważona energetyka
🤝Dziękuję, że przeczytałaś/eś powyższe informacje do końca. Jeśli cenisz sobie zamieszczane przez portal treści zapraszam do wsparcia serwisu poprzez Patronite.
☕ Możesz również wypić ze mną wirtualną kawę! Dorzucasz się w ten sposób do kosztów prowadzenia portalu, a co ważniejsze, dajesz mi sygnał do dalszego działania. Nad każdym artykułem pracuję zwykle do późna, więc dobra, mocna kawa wcale nie jest taka zła ;-) 💪☕
🔔 Zapisz się na Newsletter i otrzymuj email z ekowiadomościami. Dodatkowo dostaniesz dostęp do specjalnego działu na stronie portalu, gdzie pojawiają się darmowe materiały do pobrania i wykorzystania. Poradniki i przewodniki, praktyczne zestawienia, podsumowania, wzory, karty prac, checklisty i ściągi. Wszystko czego potrzebujesz do skutecznej i zielonej rewolucji w twoim życiu. Zapisz się do Newslettera i zacznij zmieniać świat na lepsze.
Chcesz podzielić się ciekawym newsem lub zaproponować temat? Skontaktuj się pisząc maila na adres:
✉️ informacje@wlaczoszczedzanie.pl
🔍Więcej ciekawych informacji znajdziesz na stronie głównej portalu Włącz oszczędzanie
