作为一种绿色燃料,氢具有巨大的潜力,但在大规模推广之前,还需要解决几个问题。由格拉茨技术大学(TU)和工业合作伙伴开发的紧凑型氢气生产工厂可能是这些问题的答案。

该工厂使用化学循环方法从当地沼气厂的农场垃圾中提取氢气,Okostrom Mureck.虽然还在试验阶段,但是Rouge H2工程这家位于格拉茨的初创企业参与了该项目,希望在未来推出更多这样的迷你工厂。该公司的工程项目经理克里斯蒂安•莱格勒(Christian Legerer)说:“我可以肯定,人们对此很感兴趣。”

Biogas2H2项目的核心团队

资料来源:©Frankl/TU Graz

Biogas2H2项目的核心团队(左起):Ökostrom Mureck GmbH董事总经理Karl Totter,格拉茨理工大学研究员Viktor Hacker, Rouge H2 Engineering项目经理Gernot Voitic, Ökostrom Mureck GmbH创始人Karl Totter sen.,以及TU博士生Bernd Stoppacher

目前,大多数“绿色”氢都是通过电解和可再生能源生产的。但这也有缺点。过剩的可再生能源不能总是依赖,而且价格昂贵。这个过程也不带碳负电荷,而化学环法是。

格拉茨理工大学的博士后研究员Sebastian Bock参与了这个项目,他说该工厂首先利用蒸汽将甲烷转化为合成气——一种氢气和一氧化碳的混合物,然后产物继续在反应堆中还原铁。第二步是引入高温蒸汽。水中的氧与还原的铁结合,在这个过程中形成氢。这一过程氧化铁,闭合“循环”。

博克说:“由于我们在第二步只在反应堆中提供蒸汽,我们直接生产纯氢。”他解释说,这是他们工艺的一个优势,也是对工业的一个吸引力,因为不需要第二步净化。

展示机器的图像

来源:©Rouge H2 Engineering

氢气发生器的内部工作原理。蓝色长方体是核心开发:一个带有四个管式反应器的煤气炉,在其中进行制氢的化学循环过程

目前有几个问题阻碍了氢的广泛使用。“它必须非常冷,或者保持在非常高的压力下,才能将适量的氢气转化为可用的体积,”解释说迈克·梅森他是英国绿色氨工作组主席和召集人,同时投资了多家绿色科技企业。

他补充说:“以每公斤原氢为基础,它的能量密度令人难以置信,但当你考虑到将其保持在可用状态所需的所有设备时,它就不是这样了。”“它还有一个讨厌的习惯,就是在用来装它的钢晶体之间渗透,使它变脆,这会导致各种各样的问题。”

氢气生产的分散化可以解决其中一些问题,因为它减少了延长储存或运输的需求。对于奥地利和德国等国的沼气厂来说,这也可能是一项有用的附加业务。由于欧盟(EU)的大量补贴,许多沼气厂只能正常运转。

Legerer说,虽然绿色氢并不便宜,但与电解相比,绿色氢的成本可以保持在相对较低的水平——低于4.50欧元/公斤(3.85英镑/公斤)。这种方法还可以在未来隔离二氧化碳副产品,因为它是在纯流中产生的,开发人员认为,随着碳捕获和存储的发展,这种好处在未来会更受欢迎。

梅森说,该系统当然有潜力,但未来是否能在更大范围内成功,在很大程度上取决于说服行业使用它。“我会问‘它能解决什么问题?在当地生产少量氢气是很好的,但你要用它做什么呢?谁想要?他补充道。