據(jù)外媒報(bào)道，俄羅斯烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)（Ural Federal University）的Sergey Shcheklein教授和Aleksey Dubinin教授研發(fā)了一種采用甲醇為電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電的技術(shù)。
Sergey Shcheklein教授（圖片來(lái)源：烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)）
烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)的Sergey Shcheklein教授是核電站與可再生能源部門的負(fù)責(zé)人，他表示：“我們將甲醇倒進(jìn)油箱，甲醇加工成氣體混合物的空氣轉(zhuǎn)化器也會(huì)直接安裝到車上。由氫氣和一氧化碳組成的混合物或合成氣體體積會(huì)很小，這對(duì)于目前電動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)而言，是非常必須的。”
該合成氣體被注入到基于固體氧化物燃料電池（SOFC）的電化學(xué)發(fā)電機(jī)中，氫氣在SOFC陽(yáng)極中被氧化，此種化學(xué)反應(yīng)的能量會(huì)被轉(zhuǎn)化為電能。一氧化碳會(huì)進(jìn)入到一個(gè)單獨(dú)的燃燒室，并在燃燒室中被空氣氧化，釋放出熱能。此種熱能被用于使甲醇汽化，并將涉及到將甲醇轉(zhuǎn)化為氣體混合物的催化劑加熱，所剩下的二氧化碳排放量幾乎可以忽略不計(jì)。
甲醇是一種非爆炸性物質(zhì)，是一種簡(jiǎn)單的酒精，其生產(chǎn)也很廉價(jià)：能夠從包含植物生物質(zhì)和固體生活廢料等任何有機(jī)資源中獲取。同時(shí)，采用SOFC的發(fā)電設(shè)備的電效率超42%。相比之下，對(duì)于將液體和氣體燃料轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率而言，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)是25%，而汽油發(fā)動(dòng)機(jī)約為20%。
在分析了220多個(gè)實(shí)驗(yàn)后，Sergey Shcheklein和Aleksey Dubinin想出了采用甲醇的技術(shù)。科學(xué)家們?cè)噲D從煤、天然氣、石油產(chǎn)品等各種天然碳?xì)淙剂现蝎@取合成氣體。事實(shí)證明，使用甲醇開(kāi)發(fā)的技術(shù)簡(jiǎn)單，能耗和能源損失最小，效率高。
Sergey Shcheklein表示：“換句話說(shuō)，與現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)相比，生產(chǎn)一單位的能量所需的燃料和氧化劑更少了。因此，從大氣中消耗的空氣更少了，所生產(chǎn)的二氧化碳以及其他威脅生命的二氧化氮等燃燒產(chǎn)物的數(shù)量也明顯減少了。”
此外，甲醇還適用于烏拉爾聯(lián)邦大學(xué)科學(xué)家們正在解決的另一項(xiàng)任務(wù)，即利用核能源生產(chǎn)SOFC的原材料。
將碳?xì)淙剂限D(zhuǎn)化為氣體混合物需要高溫，這是現(xiàn)代氫水核反應(yīng)堆所無(wú)法提供的，而且其熱力學(xué)勢(shì)幾乎是原來(lái)的一半。與此同時(shí)，采用現(xiàn)代核反應(yīng)堆（如快中子反應(yīng)堆）不僅能夠從甲烷中獲取甲醇，而且是最有效的能源途徑。
Sergey Shcheklein教授和Aleksey Dubinin教授所提出的甲醇加工技術(shù)也適用于能源和冶金行業(yè)。
據(jù)上述科研人員所說(shuō)，考慮到現(xiàn)有的石油與天然氣消耗量，此類能源在未來(lái)60年內(nèi)足夠人類使用。同時(shí)，化石燃料新礦藏的開(kāi)發(fā)導(dǎo)致了北極等生產(chǎn)區(qū)域的退化，導(dǎo)致永久凍土的融化以及釋放了大量的甲烷，從而加劇了溫室效應(yīng)以及臭氧損耗，即問(wèn)題是碳?xì)淙剂先紵a(chǎn)物的排放會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。
另一種發(fā)電方法是采用固體氧化物燃料電池（SOFC），這是一種環(huán)保產(chǎn)品，效率高達(dá)70%，甚至更高，能夠?qū)⒒瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。
固體氧化物燃料電池以氫燃料為燃料，氫是儲(chǔ)量最豐富的元素，簡(jiǎn)直取之不盡，而且還環(huán)保。氫與電化學(xué)發(fā)電機(jī)的結(jié)合使用為電動(dòng)交通方式開(kāi)辟了廣闊的前景，提高了任何規(guī)模車輛的能源效率和環(huán)境安全性。在此種情況下，有害物質(zhì)的排放要么為零，要么是減少了數(shù)十倍或數(shù)百倍。
不過(guò)，獲取純氫相當(dāng)困難，因?yàn)槠浜苋菀走M(jìn)入化學(xué)反應(yīng)。此外，氫的流動(dòng)性高，氣態(tài)比體積大、具有潛在的爆炸風(fēng)險(xiǎn)，需要復(fù)雜的存儲(chǔ)和運(yùn)輸技術(shù)。同事，現(xiàn)有的制氫方法屬于能源密集型法，需要大量的電能。傳統(tǒng)的來(lái)源是煤炭天然氣和石油。因此，采用氫氣的益處顯而易見(jiàn)，而將氫技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于交通運(yùn)輸行業(yè)還不可能。不過(guò)，在21世紀(jì)，仍然有可能生產(chǎn)氫氣以獲取原子能和水力能源，各種類型的可再生能源都能夠消除上述缺點(diǎn)，并實(shí)現(xiàn)氫燃料所具有的所有優(yōu)點(diǎn)。
來(lái)源：蓋世汽車
作者：Fairy
