2007年8月28日
研究人员在普渡大学进一步开发了一项技术,可以代表一系列潜在应用的无污染能源,从高尔夫球车到潜艇和汽车再到紧急便携式发电机。
该技术通过将水加到铝和凝胶合金中来产生氢。当将水添加到合金中时,铝会通过吸收氧气,在此过程中释放氢来分裂水。普渡大学的研究人员正在开发一种方法来创建合金的颗粒,该合金可以放在水箱中与水反应并按需产生氢。yabo214
凝胶是关键成分,因为它阻碍了与氧气粘合后通常在铝表面产生的氧化铝皮肤的形成,这一过程称为氧化。这种皮肤通常充当屏障,并防止氧与铝反应。在普渡大学(Purdue)的杰出电气和计算机工程学教授杰里·伍德尔(Jerry Woodall)表示,降低皮肤的保护特性可以继续反应,直到所有铝都用于产生氢。
自从5月首次宣布该技术以来,研究人员已经开发了一种改进的合金形式,其中含有较高的铝。
最新发现在第一本有关这项工作的研究中详细介绍了这项工作,该论文将于9月7日在加利福尼亚州圣克拉拉举行的第二次能源纳米技术国际会议上介绍。在普渡大学的电气和计算机工程学院中。
伍德尔说,由于该技术可用于按需生成氢,因此该方法使得不需要存储或运输氢 - 建立氢经济性的两个主要障碍。
凝胶部件是惰性的,这意味着可以回收和重复使用。
伍德尔说:“这尤其重要,因为与铝相比,当前的凝胶成本要高得多。”“由于可以回收甘油,这使得该过程在经济上可行,并且在大规模使用方面更具吸引力。而且,由于凝胶的纯度可能很低,因此最终预计不纯净的耐甘油的成本将比高高 -电子工业中使用的纯度镀与。”
当合金与水反应时,铝变成氧化铝,也称为氧化铝,可以回收回铝。伍德尔说,回收铝的价格比开采金属要便宜,这使得技术与其他形式的能源生产更具竞争力。
在最近的研究中,工程师迅速冷却了熔融合金,使颗粒按重量为28%,重量为72%。yabo214伍德尔说,结果是一种“亚稳态固体合金”,它也很容易与水反应形成氢,氧化铝和热量。
跟进这项工作,研究人员发现,慢慢冷却熔融合金产生的颗粒含有80%的铝和20%的耐加速度。yabo214
伍德yabo214尔说:“用这种80-20合金制成的颗粒在干空气中具有良好的稳定性,并与水迅速反应形成氢。”“这种合金正在接受激烈的调查,我们认为,它可以发展成为一种可将水分割的可行材料。”
该技术具有许多潜在的应用。由于该方法使使用氢而不是汽油运行内燃机成为可能,因此可以用于汽车和卡车。将氢燃烧在发动机中或使用氢驱动燃料电池仅产生水作为废物。
伍德尔说:“将普通的内燃机转换为在氢上运行是一件简单的事情。您要做的就是用氢气剂代替汽油燃料注射器。”
美国能源部设定了一个目标,目的是开发替代燃料,到2010年的“氢质量密度”为6%,到2015年为9%。通过燃料的总质量乘以100。假设有50%作为废物被回收并循环回反应的水,新的80-20合金的氢质量密度大于6%,这符合DOE的2010年目标。
铝是从原始的铝土矿中精制的,该铝土矿还含有壳。用铝土矿产生铝会产生废胆。
伍德尔说:“这项技术对于商业用途是可行的。”“废物氧化铝可以回收回铝,低成本镀凝剂可作为从原始铝土矿生产铝的公司作为废品。足够的能量可以满足美国所有电动需求35年。如果可以以每磅10美元不到10美元的价格制造不纯净的胆汁,并且在车载系统中使用,则有足够的已知镀与储量可以运行10亿辆汽车。”
研究人员在论文中指出,要用于操作汽车和卡车的技术,将需要进行大规模的回收计划,以将氧化铝重新归还铝并恢复胆汁。
伍德尔说:“与此同时,还有其他有希望的潜在市场,包括草坪割草机和私人机动车,例如高尔夫球车和轮椅。”“未来的高尔夫球车,从现在开始三到四年,将有铝制合金。然后为电动机动力驱动高尔夫球车。”
正在迅速开发的另一个应用程序是用于紧急便携式发电机,这些发电机将使用氢来运行小型内燃机。伍德尔说,发电机很可能会在一年内上市。
该技术还可以使引入一种非冲洗方式来闲置柴油卡车。卡车驾驶员会闲置发动机,以使电源流向电器以及供暖和空调系统,同时他们进行交付或停放,但这种闲置会导致空气污染,这促使几个州限制了这种做法。
新的氢技术可以解决卡车式的困境。
伍德尔说:“我们提出的是,卡车将在氢或柴油燃料上运行。”“当您在路上时,您正在使用柴油,但是当卡车闲置时,它正在氢气运行。”
伍德尔说,新的氢技术也将非常适合潜艇,因为它不会发出有毒的烟雾,并且可以在不损害机组人员的情况下用于狭窄的空间。
他说:“您可以用这项技术代替核潜艇。”
其他类型的船,包括娱乐船,也可以配备这种技术。
伍德尔说:“海上申请特别有吸引力的原因之一是,您不必拖水。”
普渡大学的研究人员认为,使该过程与常规能源竞争,将要求使用专用的基础设施(例如核电站或风力发电机)将氧化铝回收回铝。但是,研究人员现在知道,使用已经可用的标准处理,回收氧化铝的成本将远远低于最初估计的成本。
“由于标准工业技术可用于回收我们几乎纯氧化铝,回到铝