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科学家找到提高生物质发电量的新方法

由俄罗斯、阿拉伯及非洲国家科学家组成的国际团队提出了一种新技术,能够在液化天然气(LNG)再气化过程中发电并储存氢气。研究成果发表在《国际氢能杂志》(International Journal of Hydrogen Energy)上,该期刊在Scopus评级中位列最佳出版物Q1分区

南乌拉尔国立大学在该作者团队中的代表是理工学院“发电站、电网与供电系统”系教授、技术学博士叶夫根尼·索洛明。

科学家们引入了“?”(贰虫别谤驳测)这一概念,即在特定热力学过程中能够被提取并加以利用的能量极限。研究人员进行了?分析,揭示了因技术不完善而白白浪费的能量有多少,以及哪些能量损失是不可避免的。

气化炉将生物质(木材、农业废弃物)转化为可燃气体的技术已为人所知,但该过程中大部分有用能量被无谓消耗。

科学家们建议将气化炉与另一工艺过程——液化天然气的再气化(或冷能回收)——结合起来。液化天然气在输入管道和储罐前必须转变为气态,此过程会损失大量低温冷能。研究人员提议将这部分冷能引导用于改善气化炉的蒸汽轮机循环效率。这里存在一个规模效应:随着温度升高和进入气化炉的生物质数量增加,其工作效率越高;但该原理仅在一定限度内有效,当温度超过1200碍时,效率开始下降。

另一部分能量则可以输送给电解槽——一种将水分解为氧气和氢气的装置,而氢气在特定工艺中也可作为燃料使用。

研究表明,该系统可实现19.8%的能效,即生物质中所含能量的五分之一被转化为电力和氢气生产的有用功,且这一指标仍有提升空间。

开发新型环保节能技术,是南乌拉尔国立大学致力于保护家乡自然生态的核心目标之一。该研究完全契合“科学与技术十年”国家项目的宗旨与任务。

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