energia
Vedyn tuotannon edistysaskel nikkelipohjaisella elektrolyysillä
Securities.io noudattaa tiukkoja toimituksellisia standardeja ja voi saada korvausta tarkistetuista linkeistä. Emme ole rekisteröity sijoitusneuvoja, eikä tämä ole sijoitusneuvontaa. Katso lisätietoja tytäryhtiöiden ilmoittaminen.
Eteenpäin vedyntuotannon elektrolyysillä
Vetyä pidetään vakavasti otettavana vaihtoehtona fossiilisten polttoaineiden korvaajaksi. Tämä pitää paikkansa liikenteessä polttokennojen ansiosta ja teollisissa prosesseissa, joissa vedyn korkea palamislämpötila voi korvata kivihiilen ja maakaasun silloin, kun sähköistäminen ei ole mahdollista.
Ongelmana on, että vetyä ei usein löydy helposti saatavilla olevista luonnonesiintymistä, kuten maakaasusta. Sen sijaan se on tuotettava keinotekoisesti, ja elektrolyysi on yleisimmin käytetty menetelmä.
Elektrolyysi on veden hajottamista vedyksi ja hapeksi. Elektrolyysin nykyiseen tapaan liittyviä ongelmia ovat alhainen hyötysuhde (energian hukkaaminen) ja korkeat kustannukset, jotka johtuvat pääasiassa kalliista katalyyteistä, kuten platinasta.
Korealainen tutkimusryhmä olisi saattanut löytää tavan sekä tehostaa tehokkuutta että korvata kalliit katalyytit paljon edullisemmalla ja runsaammalla nikkelillä.
Nikkelinanoarrays lisäävät vedyn tuotantoa
Professori Jong Kyu Kimin työryhmän tutkijat materiaalitieteen ja tekniikan laitoksella klo. POSTECH (Pohang University, Korea) ovat pyrkineet ratkaisemaan suuren vetyelektrolyysiongelman.
Lähde: POSTECH
Ongelmana on, että kun vety on tuotettu, se pysyy "liimautuneena" katalyyttiin, estäen sitä pääsemästä lisää vettä ja jatkamasta toimintaansa. Tämä vähentää tehokkuutta, lisää tarvittavaa energiaa ja vaatii lopulta kalliimpia katalyyttejä kuin tarvitaan.
Sen sijaan professori Jong Kyu Kim ja hänen tiiminsä ovat luoneet hienosti muotoiltuja, ei täysin pystysuoraan kohdistettuja nikkelin nanosauvaulokkeita. Nikkelitankojen nanorakenne ja kallistuskulma näyttävät ns.superaerofobisuus”, jolloin vetykuplat irtoavat helpommin.
Tämä puolestaan vapauttaa tilaa vedelle päästä katalyyttiin ja tehostaa elektrolyysiä.
Lähde: POSTECH
Tämä voi parantaa prosessin tehokkuutta dramaattisesti, jolloin vedyn tuotannon tehokkuus paranee 55-kertaisesti verrattuna vastaavaan määrään nikkeliä perinteisessä ohutkalvorakenteessa.
Laajentuminen nikkelikatalyyttien ulkopuolelle
Teknologiassa käytettiin nikkelin nanosauvoja, mutta sen ei tarvitse rajoittua tähän metalliin. Itse asiassa tätä vinojen nanosauvojen metallia, joka vähentää vetyadheesiota, voidaan teoriassa käyttää minkä tahansa muun katalyytin kanssa. Joten mitä se tarkoittaa vetynäkymille?
Parempi elektrolyysi
Tällä hetkellä suurin osa maailmassa tuotetusta vedystä valmistetaan maakaasusta. Tämä on taloudellisesti kannattavampaa, mutta kumoaa tarkoituksen tuottaa vetyä hiilidioksidipäästöjen vähentämiseksi.
Aidosti hiilineutraalin vedyn saamiseksi sen tuottaminen uusiutuvista energialähteistä tuotetusta sähköstä on tapa, jota yleensä kutsutaan "vihreäksi vedyksi".
Mikä tahansa menetelmä, joka voi alentaa vihreän vedyn toimitusketjun kokonaiskustannuksia, on askeleen lähempänä sitä, että siitä tulee kannattava vaihtoehto fossiilisille polttoaineille.
Tämä voi olla totta "klassisille" tehokkaille, kalliille platinakatalyyteille, ehkä yhdessä nikkelitankojen kanssa.
Voisi myös olla mahdollista nähdä sitä sovellettavan muihin äskettäin löydettyihin kustannustehokkaisiin elektrolyysikatalyytteihin, kuten ruteeniin, piihin ja volframiin (RuSiW), joita käsittelimme artikkelissamme.Vihreä vetysarja korvaa harmaan, koska uudet sähkökatalyytit tekevät tuotannosta kustannustehokasta".
Parempi vedyn toimitusketju
Elektrolyysi on myös vain yksi vaihe, jota voidaan parantaa, jotta vedystä tulee energiajärjestelmiemme kulmakivi.
Esimerkiksi paremmat polttokennot voisivat tehdä vetykäyttöisistä ajoneuvoista vahvoja kilpailijoita sähköautoille, mistä keskustelimme artikkelissamme.Ovatko akkukennot vain vetypolttokennojen esiasteita? Todellinen seuraavan sukupolven sähköautot?".
Ja tehokkaammat suuren mittakaavan varastointiratkaisut voivat tehdä vedyn käsittelystä ja jakelusta paljon helpompaa, mistä keskustelimme artikkelissamme "Vety tuli juuri houkuttelevammaksi energialähteenä eristyksen läpimurron ansiosta".
Mahdolliset muut sovellukset
Kaltevien nanosauvojen käytöllä superaerofobisuuden luomisessa voisi olla sovelluksia vedyn lisäksi.
Ensimmäinen vaikutus on, että halvalla ja tehokkaalla vedyn tuotannolla tulee yhtä tehokas ammoniakin tuotanto. Ammoniakkilla on muutamia merkittäviä etuja vetyyn verrattuna sovelluksissa, kuten laivaliikenteen polttoaineessa, josta keskustelimme artikkelissa "Maailmanlaajuisten laivaväylien hiilidioksidin poistaminen vihreän ammoniakin avulla".
Professori Jong Kyu Kim mainitsi myös, että nanosauvateknologia voisi hyödyttää muita kemiallisia prosesseja, joissa käytetään kaasua.
”Parantamalla veden elektrolyysiprosessin tehokkuutta vihreän vedyn tuotannossa etenemme kohti vetytaloutta ja hiilineutraalia yhteiskuntaa.
Tämä läpimurto hyödyttää veden elektrolyysiä ja lupaa monia muita uusiutuvan energian sovellutuksia, joissa pintareaktioilla on ratkaiseva rooli, kuten hiilidioksidin vähentämis- ja valoenergian muunnosjärjestelmissä.
Joten tämä innovaatio voisi mennä vetyä pidemmälle ja sillä voi olla vakava vaikutus hiilidioksidin talteenottoon ja keinotekoiseen fotosynteesiin, jota aloimme tutkia "Keinotekoinen fotosynteesi ja biohajoavuus: muovivaaran torjunta kestävyyttä ajatellen".
Vetyratkaisuja tarjoavat yritykset
1. Aker Horizons ASA
Löytö nikkelin nanosauvojen käytöstä on viimeisin innovaatioiden sarjassa, jotka lisäävät vedyn mahdollisuuksia vaihtoehtoisena polttoaineena ja energian varastointiratkaisuna. Joten saattaa olla kannattavaa, jos sinulla on monipuolista altistumista vedyn toimitusketjun kaikille vaiheille.
Aker Horizons on Aker-konsernin tytäryhtiö, joka keskittyy vihreään energiaan. Aker-konserni on tärkeä norjalainen monialayritys, joka keskittyy uusiutuviin energialähteisiin ja meri-/offshore-liiketoimintaan. Aker Horizon on holdingyhtiö useille tytäryhtiöille, mukaan lukien hiilidioksidin talteenotto, vihreä vety ja uusiutuvat energiat.
Lähde: Aker
Yhtiö on erityisen aktiivinen vedyn ja vihreän ammoniakin tuotannossa tavoitteenaan arktisen merenkulun hiilidioksidin vähentäminen erityisesti Norjassa.
Aker Horizons pystyy käsittelemään vihreän vedyn ja ammoniakin koko vertikaalisen integroinnin offshore-tuulimyllyistä vedyn tuotantoon vihreän ammoniakin tuotantoon.
Se työskentelee myös hankkeissa, kuten jätteiden hyödyntäminen energiaksi Ranskassa, biomassalaitos Saksassa ja hiilidioksidin talteenotto Lähi-idässä (Saudi-Arabia ja Yhdistyneet arabiemiirikunnat).
Tämä tekee siitä hyvän osakekannan sijoittajille, jotka etsivät näkyvyyttä vihreälle energiasektorille yleisesti. Heillä on vahva asema vihreässä ammoniakkissa ja merenkulussa, mutta myös muissa vihreissä energioissa ja jossain määrin maantieteellisesti hajautettua.
2. Ballard Power Systems Inc.
(BLPD )
Emme ole vielä varmoja, mikä tulee olemaan vedyn päämarkkina. Se voi olla sähköntuotantoa ja autojen polttoainetta, mutta se voi myös jäädä raskaampiin tehtäviin, joita on vaikeampi sähköistää.
Ballard on polttokennovalmistaja ja teknologian edelläkävijä ensimmäisellä polttokennoväylällä vuonna 1993.
Yritys on keskittynyt raskaan kaluston markkinoille: linja-autot, kuorma-autot, junat/raitiovaunut, laivat, kaivos/rakennus ja sähkö. Vaikka linja-autot ovat olleet liiketoiminnan ydin, yhtiö odottaa, että vuoteen 2025 mennessä kuorma-autoista tulee merkittävä liiketoimintasegmentti. Se odottaa myös Euroopan pysyvän päämarkkina-alueensa (50-60 %) ja seuraavaksi Pohjois-Amerikan (25 %).
Kuorma-autojen polttokennojen odotetaan jatkavan kasvuaan ja edustavan 7.5 miljardin dollarin markkinoita vuonna 2030 (195 miljardin dollarin TAM:sta), lähes yhtä suuret kuin kaikki muut vety-/polttokennosovellukset yhteensä.
Tämä kasvu voi kiihtyä, jos vedyn tuotannon hinnat laskevat uusien teknologioiden, kuten paremman ja halvemman elektrolyysin, ansiosta.
Lähde: Ballard
Suuremman tehon ja pikalatauksen tarpeen vuoksi raskaat ajoneuvot ovat olleet hyvä markkina vety- ja polttokennoille verrattuna kevyempiin ajoneuvoihin, kuten autoihin. Se vähentää myös ajojohtimien tarvetta kisko- ja johdinautoissa.
Lähde: Ballard
Yritykselle ei ole vieras myöskään ammoniakki, esim hiljattain tehty sopimus Amogy toimittaa sille polttokennoja sen "ammoniakista sähkökäyttöiseen alustaan, joka perustuu ainutlaatuiseen ammoniakin krakkaustekniikkaan".
Sähköautoilla on kohtuullinen mahdollisuus valloittaa automarkkinat nopeasti, mutta raskaammista ajoneuvoista on vaikeampi poistaa hiilidioksidia.
Vakiintuneen johtajuutensa ansiosta Ballard hyötyisi ensisijaisesti vetytaloutta edistävästä politiikasta sekä nopeasti laskevista nikkelipohjaisen elektrolyysin vedyn tuotantokustannuksista.
