パワーペーストは、安全で便利なグレイグーにクリーンな水素エネルギーを詰め込みます

フラウンホーファーの研究者は、リチウム電池の10倍の密度で水素エネルギーを貯蔵し、水素燃料電池車がガソリン車よりも遠くまで移動し、数分で燃料を補給できるマグネシウムベースの「パワーペースト」を発表しました。

通常、もちろん、水素燃料電池車はH2燃料をガス状で運び、約700 bar（10,150 psi）の圧力でタンクに保管されます。 これらのタンクはかなり大きくて重いため、今日のリチウム電池に対する水素の重要な利点のXNUMXつであるエネルギー密度が高くなります。 関係する高圧はまた、水素をオート​​バイやスクーターのような動力付き二輪車にとって非現実的な選択肢にします。

しかし、ドレスデンのFraunhofer Institute for Manufacturing Technology and Advanced Materials IFAMに拠点を置くチームは、水素を水素化マグネシウムベースの「パワーペースト」の形で貯蔵および運搬するための興味深い新しい方法を考案しました。大気圧での化学形態、必要なときに放出の準備ができています。

ペーストを製造するために、マグネシウムは約350°C（662°F）および大気圧のXNUMX〜XNUMX倍で水素と結合して水素化マグネシウムを形成します。 エステルと金属塩を加えてプロセスを完了し、カートリッジに入れることができる粘性のある灰色のグープを形成します。

Powerpaste形式では、250°C（482°F）までの温度で完全に安定しています。 リチウム電池の同重量の10倍のエネルギーを運び、同じ重量の700バールのH2タンクを大幅に上回ります。 研究者たちは、パワーペーストのパワートレインで走行する車両は、「ガソリンに匹敵する、またはそれ以上の」範囲を期待できると述べています。

エネルギーを放出するときは、プランジャーメカニズムがペーストをチャンバーに押し出し、そこで水と反応して動的に制御された速度で水素を放出します。次に、燃料電池に供給して、EVパワートレインを実行するための電力を生成します。他のデバイス。 ペーストの印象的なエネルギー密度の一部は、放出された水素の半分がそれが反応する水から来るという事実から来ています。

たとえば、パワーペーストスクーターに燃料を補給するには、サービスステーションでカートリッジを引き出して完全なものと交換する必要があります。 このように、このようなものはバーベキューガスのボトルのようなものになる可能性があります。これは、さまざまなデバイスでクリーンエネルギーを使用するための簡単に交換可能な方法です。 フラウンホーファーチームは、大型ドローンでの使用、飛行時間と航続距離に乗数を設定すること、またはペースト式のキャンプトースターやケトルなどの携帯用電化製品での使用について話します。

また、取り外し可能なカートリッジが一部のアプリケーションの単なるチケットである場合もあれば、燃料電池車やトラック、航空機、その他の大規模なアプリケーションなど、タンクに詰め込むだけの方が簡単な場合もあります。 チームは、この汚いグープは「比較的安価な機器」を備えた標準的な充填ラインを介して供給することができると言います。

ロジスティック的には、このようなものは通常の気体（そして確かに液体）H2よりもはるかに単純に見えます。 樽やタンカーに入れてトラックで運び、危険を冒さずに多かれ少なかれどこにでも置いておくことができます。 フラウンホーファーIFAMは、自社施設にパワーペースト製造プラントを建設しています。このプラントは今年後半にオープンし、パイロットプログラムと業界評価のために年間最大XNUMXトンのペーストを製造する能力があります。 また、ラボのテストベンチで発電機が稼働しています。

ただし、疑問は残ります。 ペーストが使われるとマグネシウムはどうなりますか？ プロセスにリサイクルされますか？ 上で引用したエネルギー密度の数値は、必要なシステム全体を考慮に入れていますか、それとも燃料貯蔵だけを考慮に入れていますか？ 燃料電池が副産物として水を生成することを考えると、特定のエネルギー量に対してどのくらいの水を使用し、充填時にどのくらいの水を追加する必要がありますか？

おそらく最も重要なのは、このペーストを作るプロセスがどれほどエネルギー効率が良いかということです。 燃料電池システムにおけるクリーン水素に対するブラックマークの90つは、クリーンエネルギーのひどく非効率的な使用であることを忘れないでください。 クリーンエネルギーをバッテリーに蓄えると、そのXNUMX％以上が車輪に戻されます。 それを水素に保存し、途中で損失の多いプロセスで少なくとも半分をトーチします。

Powerpasteの製造には、熱、圧力、および工業プロセスが必要であり、これらはすべてエネルギーを消費します。 それに加えて、貯蔵と輸送の経済的およびエネルギー的コスト、そして方程式は、ガス状のH2を、比較すると非常に質素な小さなエネルギー保有者のように見えるようにする可能性があります。

Powerpasteがクリーンエネルギーのみを使用して製造されている限り、それはクリーンな燃料のように見えます。おそらく、それほど大騒ぎせずにガソリンスタンドに展開することを想像できる非常に便利な燃料です。 しかし、クリーンエネルギーの生産がまだ限られている世界では、それは私たちの太陽光と風力資源の無駄な使用のように見えるかもしれません。

そして、コストの問題があります。 Powerpasteは、ほぼ同じ範囲で供給されるとすると、充填時のガソリンとどのように比較されますか？ 確かに、それは最初からたくさんあり、規模とクリーンなH2の価格で下がるでしょう。 しかし、追加の処理と輸送のコストは、ストレート水素ガスよりも高価になり、球場の将来の数字は間違いなく有益である可能性があります。 これらの質問を研究者に提出し、物事がどのように積み重なっていくかを見ていきます。

ソース:Powerpasteは、安全で便利な灰色のグープにクリーンな水素エネルギーを詰め込みます。