Главная / Технології / Вчені створили перший у світі сонячний паливний реактор, який працює вночі

Вчені створили перший у світі сонячний паливний реактор, який працює вночі

Вчені, що вивчають сонячну енергію, успішно протестували сонячний реактор CONTISOL, котрий використовує для своєї роботи повітря, і здатний виробляти будь-яке сонячне паливо, таке як водень, до того ж може працювати вдень або вночі, оскільки він використовує концентровану сонячну енергію (CSP) і може зберігати теплову енергію.

Потенціал сонячного палива полягає в тому, що ми могли б мати нульове вуглецеве паливо, таке як водень, без шкідливих для клімату викидів, які беруть участь в будь-якому виробництві водню з природного газу, тому вдосконалення сонячних реакторів є ключовим моментом для майбутнього чистої енергії.

Замість того, щоб спалювати викопне паливо для тепла, необхідного для управління процесом термічної хімії, хімічних реакцій, таких як отримання H2 (водню) з H2O, вчені тестували різні види реакторів, що нагріваються тепловою формою сонячної енергії, використовуючи дзеркала для концентрації сонячного потоку.

Для отримання безвуглецевого тепла для термохімічних реакцій, які можуть працювати при температурах до 1500 C, експерти розглядають CSP як більш ефективне джерело чистої енергії, ніж електрика від фотовольтаїки або вітру.

Протягом століть запас сонячного світла буде в необмеженій кількості, і ніяких наслідків для клімату, термохімія працює за рахунок сонячної енергії. Єдиним недоліком у порівнянні зі спалюванням викопної енергії є те, що сонячного світла вночі просто немає. У традиційному сонячному паливному реакторі процес залежить від сонячної теплової енергії. Коли сонце зникає вночі, енергія теж.

Група вчених з Німецького аерокосмічного центру (DLR) за підтримки Лабораторії технології аерозольного виробництва Інституту хімічних процесів і енергетичних ресурсів Греції, побудувала і випробувала новий проект сонячного реактора, під назвою CONTISOL, який включає в себе зберігання енергії, тому він може забезпечувати цілодобове тепло як поточний метод спалювання копалин, але без викидів.

Їх робота була опублікована в грудневому випуску журналу Applied Thermal Engineering.

«У минулому сонячні реактори стикалися з проблемою відсутності сонячного світла вночі, або навіть у хмарну погоду», — сказав провідний автор дослідження Джастін Лапп (Justin Lapp), доцент факультету машинобудування в Університеті штату Мен.
«Коли температура падає, реакцію можна зупинити або сповільнити швидкість потоку реагентів, зменшуючи кількість продуктів, які ви отримуєте на виході», пояснив Лапп. «Якщо реактор вимикається вночі, він остигає, а не просто витрачає залишкове тепло, і наступного ранку починає весь процес заново».

«Тому основною ідеєю CONTISOL було створення двох реакторів в одному», — сказав він. «Один, де сонячне світло безпосередньо виконує хімічну обробку. Інший для зберігання енергії. У хімічних каналах високі температури матеріалу призводять до хімічної реакції, і в цих каналах ви отримуєте перехід від реагентів до продуктів, а в повітряних каналах більш холодне повітря надходить спереду, а гаряче повітря виходить з іншого боку».

Об’єднуючи можливості зберігання енергії з прямим сонячним термохімічним реактором, вчені отримали найкраще з двох систем: стабільні температури цілодобово, а також найефективніше джерело тепла для виконання реакцій, так як «вона йде безпосередньо, тому у вас не так багато втрат, коли сонячне світло і хімія, яка добувається, знаходяться в декілька кроків один від одного».

CONTISOL використовує воздухоприймач відкритого типу, що тягне повітря з атмосфери через невеликі канали в монолітному матеріалі.

«Центр повітроприймача являє собою екструдований моноліт; великий циліндр з багатьма меншими прямокутними каналами. Кожен інший ряд каналів використовується для хімії або проходження повітря через моноліт. Ці канали відкриті з зовнішнього боку, щоб на них могло потрапляти сонячне світло і нагрівати цей монолітний матеріал».

Для перерозподілу молекул води або вуглеводнів у більшості сонячних палив необхідна температура між 800-900° С. Прототипний реактор успішно працював при температурі 850° С в лабораторних умовах, отримуючи вихідну потужність 5 кВт.

CONTISOL був протестований у Кельні, Німеччина, використовуючи імітоване «сонце», а не фактичне сонячне поле, а також сховище і теплообмінник, так як сам реактор є нововведенням.

«Поки це науковий прототип, просто для нас, щоб зрозуміти, як з ним працювати. При 5 кВт ніхто не буде його комерціалізувати», — сказав Лапп. «Потенційно його можна масштабувати до 100 МВт або навіть більше».

«У нашому випадку ми проводимо риформінг метану в якості прикладу. Але реактор не прив’язаний до метану, він може виробляти будь-яку кількість сонячного палива».

Натхнення: econet.ru

 

 
comments powered by HyperComments