氢能绿化未来

在这次访问中AZOM与Dr.William Mustein南卡罗来纳大学化学工程系联合研究主管并讨论工程界需要更多对寻找实用解决方案感兴趣的人

请你自我介绍 和你的职业背景

我是Dr.威廉穆斯坦南卡罗来纳大学也是化学工程系的教授电化社会能源技术分局教席

卡罗来纳大学和工程计算学院如何参与绿色能源推送

南卡罗来纳大学工程计算学院约40%教职员工从事能源工作从电化能转换和存储,如电池和燃料电池到热处理过程,如吸收核反应堆等,我们的工作范围很广。

我们研究燃烧和高级燃料,它包含所有从氢氨和可持续航空燃料大部分教职员工还从事电能转换控制工作,而部门内的另一组员工则处理基础设施和恢复能力问题。

从筹资角度讲,大学在过去五年中共筹集约1亿美元能源相关资金,而学院每年则筹集约4 500万美元。过去五年除了所有其他研究领域外,还单靠与能源有关的大量研究合同出自能源局、海研局、Tesla、苹果公司、Durazell公司、通用电机公司、通用电机公司、福特公司等

大学里有很多令人兴奋的事情我的专业领域是电化学工程, 特别是电动汽车, 因为我们研究能源存储方面, 或电池或化学物中, 或氢化工, 或如何使用区域,至少在我的集团中,自15年前我开始教职员工以来稳步增长,实实在在令人振奋。

有趣的是看事物 你会认为非常学术性 发生在课堂或实验中 成为实生产品或整合成产品技术论者关系也朝这个方向发展,因为我们开发出新部件,进入我们实验室制作测试的水电解器内部

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最近发表的白皮书“稀疏运输层属性对Anode电极交换薄膜 Elextrolyzers的影响”指出,可再生能源近年来成本大幅下降。你能多说点背后因素吗

亚博网站下载太阳能和风能因材料和制造成本下降最大举例说,直到2012年前后,太阳能板成本相对稳定下降自那以来,太阳能板成本基本不变

效率提高 表示单位面积发电比前要重要减少光量生成同量电量,或如果阳光量相同,可产生更多电量

另一项改进是制造技术及其构造和组装方式房主或企业安装太阳能时,成本的一大部分是人工,人工成本大幅下降

其中大部分由太阳板变先进化驱动,导致变轻并增模块化构建这使得三千瓦太阳能 安装在一个下午

亚博老虎机网登录关于风力,科学没有改变, 但工程推送我们的能力 制造比以前大得多涡轮叶片双倍刀片,四倍增能

标准度量电成本平化 包括政府补贴近些年来帮助风的一个因素是工程和政治方面,那里有提高风能生成的意愿

将这些源从适切采信推向更广泛的公众采信方面有哪些挑战

制造基地需要量面板和风轮机才能实现绿色能源转换

人民投资非绿色技术、煤炭、天然气等常发生的情况是,投入资本投资并非白费。

南卡罗来纳所有煤电厂 2028年离线能量必须替换突然你少发电20%,例如南卡罗来纳州煤现在有大规模推送 代之以几乎完全由太阳能

太阳有它的承诺 但也挑战阳光全天照亮,但人们不开机打洗衣机和烘干机电动汽车回家后立即收费,太阳照亮和风吹时,不一定与需要使用能量时一致

管理负载至关紧要 并在某种程度上表示我们必须重新思考 如何加载核电量或电流变换 从基底通顶我们还必须考虑如何存储能量

日常变异是一回事,但必须考虑到季节性能源消耗变异能源使用因季节性而异,而不只是按小时或每日计算,这意味着我们需要存储能源的长期性

电池已受到极大关注,但不仅难以大规模制作和管理电池,电池因自卸保量而可能不最优长期存储

绿氢从这里运进氢能可长期存储可生成存储容器或管道多年的氢内段电池自卸失效短期电池选择极佳,但从长远看,它们失去吸引力,它为氢提供相当大的空间来玩耍。

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氢提出了什么挑战

挑战之一是能量密度氢能密度最高 优异词对质这是因为氢分子极小体积并不好即使是低温存储器,并转换成液态,你大约占柴油、汽油或传统液基燃料能量密度的三分之一至四分之一

关于使用氢交通应用中 能量密度是一个严肃的考量举例说,您的汽车容量不受您携带汽油量的严重影响

油箱合理尺寸,加压氢箱也是如此五公斤氢与油箱相同范围,五公斤压缩并非太不合理,但对飞机或船舶所需容量则不合理。

氢能密度成为挑战 当你开始想调用它更具体地说,有多种方法使用氢举例说,考虑燃料电池高效度高,但如果你想使用燃料电池,则必须完全改变现有的燃料基础设施

极快加速减速也是挑战偏向混合模式 即燃料电池以峰值运行 电池向上向下为您操作气轮机等不以这种方式工作

快速加速燃气轮机 燃气轮机比固态氧化燃料电池然而,如果燃氢气轮机,火焰速度比使用传统燃料快得多。轮机设计必须完全修改

象氨这样的氢载体火焰速度极低,需要将氨与别的东西混合运行氢对使用可再生能源生成能力有严肃的承诺,但它可成为高度可靠的能源载波

也有公众感知如果你问人氢问题, 一些人仍然想Hindenburg几十年前, 但它已经影响到他们的视觉 氢燃料未来

白纸提到离子交换水电解器最近受到极大关注,因为它们比现有商业水解电解技术有潜在优势。请你多说点什么使技术如此令人兴奋 和论文上你的一些发现

当前,碱电解技术覆盖所有其他技术使用时间超过100年,规模化约50年,大规模缩放约50年电解作用目前只产生世界5%的氢其余95%来自蒸汽改换燃料,甲烷或天然气最常用技术强健和深入研究,但有问题

第一,你取极难解答 并流出工厂 人的工作,意谓维护安全是一个问题植物不关闭,但人们必须考虑

第二,细胞设计方式表示,你只能在相对低流压下操作,因为如果高排气压达标,电极间分离器被摧毁,导致灾难性故障。

亚博网站下载电解器使用廉价镍素,但目前密度和压力有限约90年代质子交换电解器变得更受欢迎,用类似于Teflon的强聚合物替代细胞中间易分解器分离器压缩整个单元

离大规模系统低电流密度操作不同,你可以制造小千倍电极微量表示你可以得到更高的流水量 因为电极相近 并可以高效操作

传统碱电解器中,如果你想吹入海绵,你直接吹透海绵质子交换膜电解器中分离器更像气球吹气球会膨胀表示它能处理更高压力 聚合膜也可以处理

通向高压操作能力 不需要延迟压缩氢 节能

亚博网站下载高流表示系统小, 负面表示使用多价材料亚博网站下载Platinum和irium是chodes和aode材料,白金为1千美元一盎司,镍为10美分/克最少二阶级差成本

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质子交换膜电解器使用薄膜用含氟化复合物PFAs制作,而在欧洲,对PFAS有许多论调,它有可能直接禁止或高度规范化,使得使用这些复合物耗资极大。表示人们确信不能再使用薄膜

离子交换机燃料电池允诺结合电解器的长处亚博网站下载固聚合膜基于碳氢化合物而非全氟材料,这意味着廉价无PFAS问题亚博网站下载也是一个碱性环境,所以你可能使用低成本材料

论文中相关实例是传统多孔运输层,我们用技术设计设计PEM电解器中,这是白金染色,但在我们的报告中,它是一个镍合金,这意味着材料成本要低得多

其余研究中,我们希望理解层性能,如密度、合金材料和组成、厚度以及电解性能如何影响

这对公众意味着什么

氢今天比一年前实用点多点 原因可能是大规模投资成百上千元宣布 在欧洲 美中

投资与碱电解器和PEM电解器相关,但未来最有可能发生在Anion交换膜电解系统做任何事情以一小部分成本实现性能 会提高20或30年后氢经济概率

一些人会去能源站填充氢, 另一些人会填充汽油或丙烷一些人会填充电源 站里 在家或工作但是,如果我们能降低氢成本,它更有可能用于网格规模的运输和能源存储

美国能源局的目标是到十年结束时每公斤氢$1一公斤氢大约一加仑等量气体, 即像再支付一加仑一美元

研究中有什么你没有期望的或最突出的东西之一你所学到的吗?

多数人试图获取资金在这个领域工作 正在开发催化素和膜 因为催化素是反应发生之地膜携带电荷并充当细胞分离器这些都是人们用水电解析或电化设备思考的令人兴奋的事情

前学生之一NourUl Hassan — — 现在国家可再生能源实验室工作 — — 我正试图找出驱动细胞电压或引导下层电压的最重要因素。 我们发现,在数据集内部最有统计意义部分是多孔运输层。 这非常出人意料。

数据集受约束时,我们查看细胞内最有统计意义的组件从统计分析看 发现那是多孔传输层

研究引导我们决定 开始设计多孔运输层寻找世界范围其他公司 制造多孔金属片发现市场相对小但增长我们看到两家公司已经建立事实上 几年来我们已经用它做标准运输层亚博网站下载材料成本相当高,我们根本无法操作材料属性结果我发现南卡罗来纳州Columbia技术集团使用FELTETAL^TM产品换新程序

yabo214合作者开始用密度和厚度来模拟金属粒子等

哪些原则引导和帮助形成强健的伙伴关系,允许你与技术论公司合作,从而实现更成功结果?

在所有成功的工业协作中我发现的一个问题就是,双方都对你们正在做的事情和项目内任务有既得兴趣。

最佳协作即交换资料并密切合作John和Elaine也上报,他们大力支持我们想做的事。

我们是一个面向工程的集团 并拥有既得利益 寻找可工作运输层从技术学方面讲,它是一个令人着迷的知识问题和某事 归根结底将是一种可商业化产品双赢,我想它会继续

临终思想补充吗

有很多方法参与绿氢推送人造电源 日季存储制造电解器和组件

无论是化学机电机工程师 或土木工程师 都将在氢经济中扮演角色国大缺工程师 令你或熟人兴奋 联系我我会和他们谈 因为我们肯定需要员工来做

工大学伙伴关系可极富成效像我这样的学术家不只是课堂教书有很多人想帮助解决实战问题公司有问题回答很好 但没有带宽 大学就是极佳方法

最后,想想南卡罗来纳大学工程计算学院以巨大的能源为中心。 过去五年中,我们正在进行前沿研究并拨款1亿美元与各种能源项目相关。有很多机会任何人想获得更多信息,请自由联系并请求我提供我很乐意为您提供方便

人有方法联系你问题吗

发邮件通知[email protected]开工之地网站Mustainlab.com如果您对更多项目和论文感兴趣,所有论文链接可见网站,包括技术学链接

关于Dr.威廉Emustain语

博士mustain目前为联合研究主管,自2017年以来一直任南卡罗来纳大学化学工程系教授拥有超过130种出版物, 他热切地想搭建国际公认的电化能转换存储研究程序, 并准备下一代劳动力,

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