14:47 2021年09月18日
科技
缩短网址
0 50

俄罗斯乌拉尔联邦大学乌拉尔动力学研究所教授谢尔盖•谢克列英和阿列克谢•杜比宁发明一种用甲醇给电动汽车发动机提供能量的技术。

乌拉尔联邦大学核电站和再生能源教研室主任谢克列英称:“我们将甲醇注入燃料箱。负责将甲醇转换为气体混合物的空气转换器直接安装在汽车内部。产生的由氢和一氧化碳组成的混合物或合成气很少,这是电动汽车发动机运行所需要的。”

合成气进入基于固体氧化物燃料电池的电化学发电机中。氢在电池阳极发生氧化,该化学反应产生的能量会转化为电能。而一氧化碳则进入单独的燃烧室,被空气氧化并释放热能。热能引发甲醇蒸发并加热催化剂,促使甲醇转化为气体混合物。残留的二氧化碳排放量非常非常少。

甲醇是一种非爆炸性物质,最简单的酒精,生产成本很低:任何有机物中都可以提取甲醇,包括各种植物和固体生活垃圾。同时,基于固体氧化物燃料电池的发电机的效率超过42%,相当于未来最佳内燃机的水平。作为对比:将液态和气态燃料能量转化为机械能的效率,柴油发动机为25%,汽油发动机约为20%。

谢克列英说:“换句话说,与现有的内燃机相比,产生单位能量所需要的燃料和氧化剂更少。因此,消耗的空气更少,产生的二氧化碳、致命二氧化氮等燃烧产物也少得多。”

此外,甲醇还可用来解决乌拉尔联邦大学专家研究的另一个问题:用核能生产固体氧化物燃料电池的“原料”。碳氢燃料转化为气体混合物需要的高温是现在的轻水反应堆提供不了的。同时,用当代核反应堆(如快中子反应堆)从甲烷中获取甲醇不仅可行,而且是能效最高的途径。

谢克列宁和杜比宁提出的甲醇加工方法还适用于能源和冶金工业。此项研究是专家根据俄罗斯科学和高等教育部所下达任务开展的五年期项目“冶金和能源企业氢能利用热力学分析”的一部分。

相关论文发表在《国际氢能杂志》(International Journal of Hydrogen Energy)上

关键词
俄罗斯, 乌拉尔联邦大学, 电动汽车, 甲醇
社区公约讨论