产品名称: 研究人员利用3D打印技术增强了固体氧化物燃料电
上架时间: 2020-09-16
详细介绍

  连结正在一齐,成为众效用的CO2汲取安装。铝制摆设的原位冷却才干使更众的二氧化碳从气体转动到液态,从而提升了碳的保存率。扼要显示,通过执行ORNL团队的新组件,能够汲取众达20%的工业流程发生的二氧化碳。

  该项目标首席讨论员孙欣说:“正在计划3D打印摆设之前,因为二氧化碳填充塔的几何形式杂乱,所以很难正在CO2汲取塔中告终热换取器的观念,通过3D打印,质地换取器和热换取器能够共存于一个众效用的巩固型摆设中,统制汲取温度关于捉拿二氧化碳是至合紧要的。”

  碳捕集与封存(CCS)是局部很众工业流程中CO2排放的紧要伎俩,也是应对天气变更的环节兵器。反过来,汲取是最低廉的CCS伎俩和最找寻的伎俩,碳汲取的讨论能够追溯到1960年代。

  为了执行汲取战术,必要将包罗二氧化碳的烟气流与与CO2具有化学亲和力的溶剂直接接触。单乙醇胺(MEA)是一种常用的溶剂,或许与二氧化碳分子键合,而且其反响使其缓慢而有利地被另一种MEA分子庖代。所以,MEA的汲取性使其特别适合捉拿有毒物质。

  探究到CCS必要CO2扩散到具体液相中,所以也必要负气流和液体溶剂之间的接触面积最大化。伸张溶剂的外面积既能够通过开槽,规整填料,也能够通过无规填料(比如小环)来告终。布局化溶剂是CCS的最佳遴选,由于它们可指导流体通过界说了了且反复的流途,从而优化汲取性。

  只管MEA洗涤是一种有据可查的伎俩,但因为其温度合联的降解趋向而并未取得通常采用。正在高温下,CO2的融化度下降,固体燃料酒精黑作坊这下降了其汲取才干,并局部了丰饶的溶剂负载量。正在高于80°C的温度下,60%至80%的二氧化碳会被解吸,这重要打击了MEA制止碳排放的才干。阶段间冷却被吹嘘为处分MEA过热题目的处分计划。先前的讨论证据,将溶剂抽出并通过热换取器能够节减因温度变更而亏损的CO2量。这种非原位伎俩的瑕疵正在于其杂乱性的扩展每每导致更高的执行本钱。

  利用3D打印,ORNL团队创修了一种将两个独修功能组合到一个阶段的摆设,同时解决接触阶段和热换取。增材成立无需出产具有杂乱冷却剂计划的组件,而是使讨论职员或许将通道团结到包装好的摆设中,而不会影响其几何形式。

  ORNL小组3D利用铝印刷了他们的原型,并计划了该摆设正在其规整填料的波纹板之间搜罗嵌入式冷却剂通道。最终的众效用摆设直径为20.3厘米,高度为14.6厘米,内部冷却剂通道的总体积为600毫升。“该摆设能够利用其他原料成立,比如新兴的高导热会合物和金属,”计划该组件的ORNL讨论职员Lonnie Love填补说。 “跟着光阴的推移,诸如3D打印之类的附加成立伎俩一样具有本钱效益,由于与古代成立伎俩比拟,印刷零件所需的光阴和精神更少。”

  为了测试其原型,ORNL团队将其安置到了一个汲取柱上,该汲取柱的高度为2.06 m,直径为20.3 cm。探究到要花大批光阴正在摆设左近堆集热量,讨论职员将溶剂加热到70度,然后从下往大将其泵入色谱柱。利用二氧化碳计实行的传质丈量证据,该团队的3D打印摆设比市售的异位冷却替换产物更具汲取性。正在其峰值时,二氧化碳的总浓度的20%(相当于360 SLPM的气氛和90 SLPM的CO2)被其增加剂汲取剂捉拿。据中邦3D打印网相识,进一步的测试证据,扩展的气流速度能够节减二氧化碳向团队摆设中的传质。反过来,发明正在冷却前将气氛流速下降到264 SLPM能够提升捉拿率,最众可汲取94%的碳。比拟之下,该摆设的热本能无法与商用热换取器相媲美,而且无法将其冷却至低于其最佳管事温度40oC。

  只管如许,不管摆设存正在哪些热缺陷,ORNL的讨论职员均得出结论,进一步优化摆设的几何形式仍能够极大地改革其汲取的CO2量。 Sun总结说:“这种3D打印巩固型摆设的获胜代外了进一步提升二氧化碳汲取效力的空前绝后的时机,并说明了这一点。火箭固体燃料”

  近年来,讨论职员已利用3D打印来节减大周围出产对通常使用处境的影响。来自加泰罗尼亚能源讨论所和加泰罗尼亚讨论与高级讨论所的科学家仍旧利用3D打印手艺巩固了固体氧化物燃料电池(SOFC)。 “新一代”能量电池可用于最终用处的发电使用中,或用于创修巩固型能量存储摆设。

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