“確保人人獲得可負擔、可靠和可持續的現代能源。”是聯合國可持續發展目標(SDG)之一。但世界上仍有許多地區無法獲得便利的電力供應,這一嚴重問題也阻礙著當地的經濟增長。GenCell是一家由TDK集團的風險投資(CVC)公司—TDK Ventures資助的以色列初創公司,該公司正在努力尋找解決方案,通過開發使用氫氣和氨的燃料電池*1,為未通電地區提供清潔能源。
根據國際能源署 (IEA) 的數據,截至 2019年,有超過 7.5 億人無法獲得電力。在電網不發達的地區,人們難以獲得照明、通信、醫療保健、教育和其他機會,同時也大大阻礙了經濟發展。在這些地區,主要通過燃燒化石燃料的柴油發電機提供電力,而CO2 的排放會對環境造成影響,這點也引起了人們的擔憂。
以色列燃料電池初創公司GenCell在其#SayNoToDiesel(拒絕柴油)使命的推動下,致力于開發燃料電池,為未通電地區提供清潔能源。CEO Rami Reshef介紹道:“如今,有超過 120 萬個電信塔位于電網不足的地區(主要在農村地區),據報道,其中大量電信塔是由柴油發電機供電的。通過向這些地區提供零排放*2電力,GenCell希望能夠在促進區域發展的同時,推動脫碳。”
燃料電池可將氫氣轉化為電能,同時其作為一種易維護且不排放溫室氣體的清潔能源而備受關注。然而,在燃料電池能夠被廣泛應用之前,必須解決兩個問題。
第一個問題是燃料電池的生產成本較高。這是因為在傳統燃料電池中,使用了昂貴的金屬催化劑(如鉑)以加速化學反應。第二個問題是儲存和處理氫氣的費用較高。由于氫氣重量輕,體積大,因此需要大量的能源和資金來壓縮氣體或將溫度降低至-253℃,以使其液化,從而方便運輸。實際上,使用氫氣所需的大部分費用與基礎設施和運輸相關。
為解決上述問題,GenCell發明了一項專利技術,可用于制造無鉑的燃料電池。該公司已經創造了一項無需使用貴金屬的電極量產工藝,為燃料電池的低成本生產鋪平了道路。此外,GenCell最大的突破是開發了一種緊湊型氨裂解裝置,用于通過液態氨按需合成氫氣*3,效率比傳統方法高十倍。這使得氫氣能夠以氨的形式儲存和運輸,更為簡單經濟,與純氫氣相比更易獲得,從而降低了儲存和操作成本。
Reshef表示:“通過開發能夠提取氫氣的低成本技術,我們已成功將使用氫氣燃料的成本降低至全球預測十年后才能實現的水平。我們已經成功克服了阻礙燃料電池成為主流的兩個障礙”。
“拒絕柴油—我們希望通過我們的技術提供零排放電力。”
——Rami Rashef, CEO, Gencell Ltd.
此外,GenCell還致力于開發一種生產“綠色氨”的低成本技術,這種氨是通過利用可再生能源生產的,在合成過程中不排放 CO2。一旦該技術得到完善,將有可能不再依賴電網生產綠色氨,進而又將為燃料電池供電提供所需的氫,創造一個完全綠色的電力解決方案。
Reshef繼續說道:“我們基于綠色氨技術的能源系統將具備堅固耐用、高度可靠、低維護和零排放的特點。一個12噸的氨氣罐將能為一個電信塔提供365天全天候24小時的電力。我相信,通過向未通電地區的人們提供清潔能源,我們最終可以推動解決廣泛的教育、醫療、經濟和安全問題。”
① 氨裂解裝置(通過氨產生氫氣的裝置)
②4千瓦燃料電池發生器
③用于調節功率輸出的能量橋
④散余熱的熱利用單元
*1 - 燃料電池:以氫氣為燃料并與空氣中的氧氣反應產生電力的裝置。燃料電池作為一種僅排放水的清潔能源引起了廣泛關注。
*2 - 零排放:不涉及 CO? 和氮氧化物 (NOx) 等溫室氣體的排放,這些溫室氣體會引起氣候變化并產生各種影響。
*3 - 氨:除其他優點外,氨可以高效儲存能量,并且可以在室溫下以液體形式儲存。此外,氨作為基本的化學品和化肥原料已達到批量生產規模,因此氨的運輸和儲存設施及相關技術知識都十分充沛。
原文標題:為未通電地區提供能源:推動燃料電池技術的發展
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