2004年4月28日
能源部的研究人员太平洋西北国家实验室正在开发一种系统,可以从你的汽车里的汽油中快速生产氢。PNNL项目负责人拉里·佩德森(Larry Pederson)表示:“这让燃料电池动力汽车向大众市场又迈进了一步。”研究人员将在美国化学工程师学会2004年4月27日在新奥尔良召开的春季会议。
燃料电池使用氢来产生电力来驱动汽车。燃料电池汽车的燃料效率是现在汽车的两倍,并显著减少排放。但是你如何给氢燃料汽车“加油”呢?而不是建立一个新的氢燃料站的基础设施,你可以转换或改造车上的汽油。一种方法是使用蒸汽重整,碳氢燃料在催化剂上与蒸汽在高温下发生反应。氢原子从水和碳氢化合物分子中分离出来产生氢气。
问题是你必须等大约15分钟才能开车。蒸汽重整器的原型花了很长时间才达到温度,开始生产为车辆提供动力的氢。这种延误是司机不能接受的。
然而,PNNL已经展示了一种非常紧凑的蒸汽重整器,它可以在仅12秒内从液体燃料中产生大量富氢气体。佩德森说:“就在几年前,这种快速启动还被认为是不可能的。
能源部认识到快速启动对机载燃料处理的可行性至关重要,并确定了冷启动时间的最终目标为30秒,到2004年中间目标为60秒。蒸汽重整器是燃料处理器中温度最高的部件,也是实现快速启动的最大障碍。该项目的首席工程师Greg Whyatt说:“因此,PNNL取得的12秒蒸汽重整器启动的成就,是朝着能够在30秒内启动的完整燃料处理器迈出的一大步。
PNNL的工程师们利用他们在微技术方面的专长来开发重整反应堆。微通道,比曲别针更窄,在反应器内提供高速率的热量和质量传输。这使得反应速度大大加快,并大大减小了反应器的尺寸。用于50千瓦燃料电池的完整微通道燃料处理器预计将小于1立方英尺。以这种尺寸,该系统将很容易装入一辆汽车。
Whyatt说:“新设计的主要特点是,重整反应堆和水蒸发器被配置成薄板,热气体流经板的大表面积。”这允许高气体流量提供一个廉价的,低功率的风扇,同时仍然提供有效的传热,迅速加热蒸汽重整器。
Whyatt说:“此外,面板配置允许更高的燃烧温度和流动,而不会损害金属结构,而低的压降减少了风扇在启动和稳定运行期间的电力消耗。”
PNNL的研究人员现在正在努力减少启动期间所需的燃料消耗和空气流量。此外,需要与其他组件集成,以展示一个完整的燃料处理器系统,可以在30秒内实现启动。然而,PNNL的燃料转化技术似乎已经克服了机载改造的主要障碍:对速度的需求。
PNNL是美国能源部的一个科学办公室实验室,通过亚博老虎机网登录促进对物理、化学、生物学和计算的理解,解决能源、国家安全、环境和生命科学方面的复杂问题。PNNL有3800名员工,每年有6亿美元的预算,自1965年实验室成立以来一直由俄亥俄州巴特尔管理。(www.pnl.gov).
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