开创性解决方案可以释放我们的氢气燃料未来

可以用氧气将氢气燃烧为燃料,仅将水作为副产品留在后面。可在常规燃烧发动机中使用,可以通过诸如诸如

可以用氧气将氢气燃烧为燃料,仅将水作为副产品留在后面。可在常规燃烧发动机中使用,可以通过诸如水电解等方法轻松生产氢燃料。如果该生产由可再生能源提供动力,那么在此过程的任何阶段都不会涉及碳,使其完全没有温室气体。

最重要的是,现在正在探索氢燃料,作为存储长期可再生能源的可能方法。

氢是通往碳中性经济的最有希望的路线之一。

当风,太阳能和水力发电设施的输出超过对电力的需求时,该电力可用于生产氢燃料,可以无限期存储。然后,如果可再生能源的产出下降,则可以按需将氢变成干净的电源。

所有这些因素都将氢的位置巩固为通往碳中性经济的最有希望的途径之一:随着气候变化的不断加速,这个目标变得越来越紧迫。

但是,全球燃料的推出仍然具有克服的主要障碍。

(爆炸性的)挑战:由于氢气具有高度爆炸性,因此必须将其存储和运输在高度安全的燃料电池中 – 在加压或冷却至超低温度下。

该设备不仅对于日常用户来说太昂贵了,而且如果有任何故障,也可能造成灾难性的损害,从而引起对技术安全的不断担忧。

氢燃料的全球尺度推出仍然具有克服的主要障碍。

解决问题的一种解决方案是化学:一种反应,将氢气(H2)和二氧化碳(CO2)转化为甲酸 – 一种液体,可以轻松可靠地储存在广泛的温度和压力上。参与此过程通常需要使用稀有金属或极端反应条件,从而使整个事情从经济角度降低了吸引力。

生活找到了一种方法:德国的一群生物学家现在已经证明了这一问题的潜在开创性解决方案。

在他们的研究中,法兰克福约翰·沃尔夫冈·歌德大学的沃尔克·穆勒(VolkerMüller)及其同事调查了一种居住在深海的细菌。为了获得所需的能量,该生物携带一种酶,将H2和CO2迅速转化为甲酸。

细菌不需要极端条件才能生存。

通常,细菌会继续消化这种化合物,从而产生较少有用的乙酸和乙醇。然而,通过基因工程,穆勒的团队改变了其新陈代谢,以防止这种额外的反应,甚至完全扭转了初始反应:将甲酸转化回CO2和氢燃料。

至关重要的是,这些细菌不需要极端条件才能生存,在仅30°C(86°F)和常规大气压下稳步转化化学物质。

实验:使用生物反应器,研究人员在白天用氢气喂了八个小时。这模拟了在南德夏季期间太阳能电池板收获的能量实际生产的氢气的时间长度。

在剩余的16小时的时间里,他们切断了反应堆的氢供应,导致白天产生的任何甲酸重新氧化,并释放最初由细菌消耗的氢气。在同一时间,二氧化碳从生物反应器释放出来可以重新捕获,可以在下一个存储周期中使用。

生物爆发物可用于存储多余的可再生能源。

Müller的团队将实验总共进行了2周,使他们能够在多天/夜间的周期内评估燃料电池的性能。

令人鼓舞的是,在不需要的乙酸生产开始降解其性能之前,生物反应器中产生的甲酸量一直保持恒定。

安全地存储氢:研究人员将其设置描述为“生物爆炸”,其中H2携带的电子可以无限期地存储在甲酸内部,然后在用户需要的时候立即访问。

通过进一步的改进,他们希望他们的细菌能够在许多白天/夜间周期中保持其甲酸产量水平 – 为技术的工业规模推广铺平了道路。

该技术可以为行业提供更强大的激励措施来捕获其生产的二氧化碳。

如果成功的话,可以使用生物 – 电池来存储多余的可再生能源,然后随着客户需求开始超过供应的供应,再次将其释放。

在可再生能源输出高度可变的情况下,这一点尤其重要:例如,当太阳能电池板在夜间没有发电时;或在一年中较干燥的时候,当水较少的水以驱动水力发电器。在不同地区,风力发电也是季节性的。

由于该过程还涉及储存和回收CO2,因此它还可以为行业提供更强大的激励措施来捕获其生产的二氧化碳 – 有可能使碳中性经济更接近现实。这篇文章最初由我们的姊妹网站Freethink发表。

原创文章,作者:乐观兔,如若转载,请注明出处:http://www.dsonekey.com/2852.html

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