儲存氫的新電力糊

不久的將來,以化石燃料為基底的汽油和柴油發動機,將受氣候變遷因素影響所淘汰,並被新的推進系統取而代之,氫就是一種潛力很大的燃料。氫燃料汽車配備了壓力700 bar的儲存箱並供應氫給燃料電池使用,燃料電池將氫氣轉化為電能以驅動馬達來推進車輛。

就客車而言,這項技術非常先進,並已經有數百輛氫動力汽車在德國道路上行駛,未來三年內,預計德國的加氫站將從100個擴增到400個。但對於小型載具(​​例如電動踏板車和摩托車)來說,氫氣目前還不是一個選項,主要是因為加氣過程中的壓力波動太大。然而,位於德國德勒斯登(Dresden)的弗勞恩霍夫爾製造技術與先進材料研究所(Fraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials, FhG IFAM)的研究人員就提出一種氫燃料:基於固態氫化鎂的電力糊。它將會是小型載具的理想選項。

(註:本圖取自原文出處。)

「電力糊在室溫及正常大氣壓力下,是以化學形態來儲存氫能,等需要使用時才進行釋放」,FhG IFAM助理研究員Marcus Vogt博士這麼解釋。鑑於電力糊僅在約250°C的溫度下才開始分解,即使電動踏板車在炙熱的陽光下放置數小時,也依然十分安全。而且,重新裝填非常簡單,騎士不必前往加油站,只需更換新電力糊儲存盒,並將水箱重新填滿即可,這動作可在家中或路途中完成。

電力糊的原始材料是鎂,鎂是存量相當豐富的元素之一,也非常容易取得。使用上,電力糊通過柱塞從儲存盒釋出到儲罐中,當儲罐加入水後就產生氫氣,氫氣量可依燃料電池的實際需求來加以動態調整。實際上,只有一半的氫氣來自電力糊,其餘則來自所添加的水。

Vogt博士說:「電力糊具有相當高的能量儲存密度,比起其他類電池,它的儲能密度是其十倍。」,這意味著電力糊可提供與汽油相當甚至更大的行駛距離,也更優於700 bar下的壓縮氫氣。憑藉其強大儲能密度,電力糊也是汽車、送貨車輛和其他電動載具的潛力選項;同樣地,它也可以顯著延長大型無人機的飛行時間,從僅僅20分鐘到能夠飛行達數小時之久,這對於查勘工作(例如林業或電力線路檢查)而言特別有用;另外一種應用就是露營者可以透過使用電力糊的燃料電池來發電,以作為咖啡機或烤麵包機的供電來源。

除了提供較優異的工作效能外,電力糊還具備另一強項。相較於氣態氫,它不需要昂貴的基礎設施,非常適合在缺乏此類設施的區域來採用。由於電力糊是流體狀且可泵送,因此在沒有氫氣站的地方,一般加油站就可以其標準灌裝線來販售電力糊產品。電力糊的運輸成本低,主要是因為它不需使用昂貴高壓罐和極低溫液態氫。

FhG IFAM目前正在其「能源儲存和系統專案中心(ZESS)」建設一座電力糊生產工廠,該工廠規劃於今(2021)年投入營運,預估每年將能夠生產高達4噸的電力糊。

原文出處:https://www.renewableenergymagazine.com/hydrogen/new-powerpaste-for-hydrogen-storage-20210204

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