Chuyển đến nội dung chính

Tìm hiểu sáng kiến Hydrogen Energy Earthshots của Mỹ

Tt c các quc gia công nghip ln đã có - hoc đang thc hin - mt chiến lược hydro quc gia. H có kế hoch gim phát thi khí nhà kính, tăng cường s dng năng lượng tái to và đa dng hóa các ngun năng lượng ca h. Và, tt nhiên, đó là v tăng trưởng kinh tế và to vic làm mi.

Trong nhng năm ti, hydro s có tim năng to ln. Hi đng Năng lượng Thế gii ước tính nhu cu lên ti 9.000 TWh hoc khong 270 triu tn mi năm. Điu đó tương đương vi tng sn lượng năng lượng tái to toàn cu. Và nhu cu quy mô này ch có th được đáp ng nếu có mt khuôn kh hp tác quc tế do đó Đc đã đ ngh Canada và Qatar.

Tuy nhiên, đ thành công, hydro xanh cn nhiu hơn na. Nó cn mt h thng năng lượng mi. Đã qua ri cái thi cung cp năng lượng trung tâm da trên các nhà máy đin đt nhiên liu hóa thch ln. Ngày mai chúng ta s cn các h thng năng lượng đa phương, phi tp trung da trên năng lượng tái to.

Xem thêm:

Hydrogen Energy Earthshots là Sáng kiến ​​ca B Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) nhm đy nhanh các bước đt phá v các gii pháp năng lượng sch dồi dào, có thể chi trả và đáng tin cy hơn trong thp k này.

Đt được Energy Earthshots s giúp M gii quyết nhng rào cn khó khăn nht còn li đ gii quyết khng hong khí hu và nhanh chóng đt được mc tiêu ca Chính quyn BidenHarris là không phát thi carbon ròng vào năm 2050 đng thi to ra vic làm công đoàn được tr lương cao và phát trin nn kinh tế.

Energy Earthshot đu tiên, ra mt vào ngày 7 tháng 6 năm 2021Hydrogen Shottìm cách gim 80% chi phí hydro sch xung cò1 đô la cho m1 kilôgam trong 1 thp k (" 1 1 1 ").

Các công nghệ sản xuất Hydrogen

Đin phân là mt la chn đầy ha hn để sn xut hydro không có carbon t các ngun năng lượng tái to và ht nhân. Đin phân là quá trình s dng đin để tách nước thành hydro và oxy. Phn ng này din ra trong mt thiết b gi là máy đin phân. Máy đin phân có th có kích thước t thiết b nh, c thiết b rt phù hp để sn xut hydro phân tán quy mô nh đến các cơ s sn xut trung tâm, quy mô ln có th được liên kết trc tiếp vi các dng tái to hoc các dng khí thi không gây hiu ng nhà kính khác. sn xut đin.

Làm thế nào nó hot động?

Ging như pin nhiên liu, máy đin phân bao gm cc dương và cc âm được ngăn cách bi cht đin phân. Các máy đin phân khác nhau hot động theo nhng cách khác nhau, ch yếu là do loi vt liu đin phân khác nhau có liên quan và loi ion mà nó tiến hành.

Máy đin phân màng polymer (PEM)

Trong máy đin phân màng đin phân polyme (PEM), cht đin phân là vt liu nha đặc bit rn.

  • Nước phn ng cc dương để to thành oxy và các ion hydro tích đin dương (proton).
  • Các electron chy qua mt mch bên ngoài và các ion hydro di chuyn có chn lc qua PEM đến cc âm.
  • cc âm, các ion hydro kết hp vi các electron t mch ngoài để to thành khí hydro. 
Phn ng cc dương: 2H 2 O 2 + 4H + + 4e - 
Phn ng cc âm: 4H + + 4e -  2H 2

Máy đin phân kim

Máy đin phân kim hot động bng cách vn chuyn các ion hydroxit (OH-) qua cht đin phân t cc âm sang cc dương vi hydro được to ra phía cc âm. Máy đin phân s dng dung dch kim lng ca natri hoc kali hydroxit làm cht đin phân đã có mt trên th trường trong nhiu năm. Các phương pháp mi hơn s dng màng trao đổi kim rn (AEM) làm cht đin phân đang cho thy nhiu ha hn quy mô phòng thí nghim.

Máy đin phân oxit rn

Máy đin phân oxit rn, s dng vt liu gm rn làm cht đin phân dn đin có chn lc các ion oxy tích đin âm (O 2- ) nhit độ cao, to ra hydro theo mt cách hơi khác.

  • Hơi nước cc âm kết hp vi các electron t mch ngoài để to thành khí hydro và các ion oxy tích đin âm.
  • Các ion oxy đi qua màng gm rn và phn ng cc dương để to thành khí oxy và to ra các electron cho mch ngoài.

Máy đin phân oxit rn phi hot động nhit độ đủ cao để màng oxit rn hot động bình thường (khong 700°–800°C, so vi máy đin phân PEM hot động nhit độ 70°–90°C và máy đin phân kim thương mi thường hot động nhit độ dưới 100°C). Máy đin phân oxit rn tiên tiến quy mô phòng thí nghim da trên cht đin phân gm dn proton đang cho thy trin vng gim nhit độ vn hành xung 500°–600°C. Máy đin phân oxit rn có th s dng hiu qu nhit có sn nhng nhit độ cao này (t nhiu ngun khác nhau, bao gm c năng lượng ht nhân) để gim lượng đin năng cn thiết để sn xut hydro t nước.

Ti sao con đường này được xem xét?

Đin phân là con đường sn xut hydro hàng đầu để đạt đượHydrogen Energy Earthshot mc tiêu gim 80% chi phí hydro sch xung còn 1 đô la trên 1 kilôgam trong 1 thp k ("1 1 1"). 

Hydro được sn xut thông qua quá trình đin phân có th dn đến không phát thi khí nhà kính, tùy thuc vào ngun đin được s dng. Ngun đin cn thiếtbao gm c chi phí và hiu qu, cũng như lượng khí thi do phát đinphi được xem xét khi đánh giá li ích và kh năng kinh tế ca vic sn xut hydro thông qua quá trình đin phân.  nhiu vùng ca đất nước, lưới đin ngày nay không lý tưởng để cung cp đin cn thiết cho quá trình đin phân do khí nhà kính thi ra và lượng nhiên liu cn thiết do hiu sut thp ca quá trình phát đin. Sn xut hydro thông qua đin phân đang được theo đui để tái to (gió, mt tri, thy đin, địa nhit) và các la chn năng lượng ht nhân. Các con đường sn xut hydro này dn đến lượng khí thi nhà kính và cht gây ô nhim tiêu chí gn như bng không; tuy nhiên, chi phí sn xut cn phi gim đáng k để có th cnh tranh vi các con đường sản xuất H2 từ quá trình reforming khí gas + hơi nước.

Tim năng phi hp vi phát đin năng lượng tái to
S
n xut hydro thông qua quá trình đin phân có th mang li cơ hi phi hp vi phát đin năng động và không liên tc, vn là đặc trưng ca mt s công ngh năng lượng tái to. Ví d, mc dù chi phí năng lượng gió tiếp tc gim, nhưng s thay đổi vn có ca gió là mt tr ngi cho vic s dng hiu qu năng lượng gió. Nhiên liu hydro và sn xut đin có th được tích hp ti mt trang tri gió, cho phép linh hot chuyn đổi sn xut để phù hp nht vi ngun tài nguyên sn có vi nhu cu vn hành h thng và các yếu t th trường. Ngoài ra, trong thi đim sn xut đin dư tha t các trang tri gió, thay vì ct gim đin năng như thường làm, có th s dng lượng đin dư tha này để sn xut hydro thông qua quá trình đin phân.

Điu quan trng cn lưu ý...

  • Đin lưới ngày nay không phi là ngun đin lý tưởng cho đin phân vì hu hết đin được to ra bng cách s dng các công ngh dn đến phát thi khí nhà kính và s dng nhiu năng lượng. Sn xut đin s dng các công ngh năng lượng tái to hoc năng lượng ht nhân, tách bit khi lưới đin hoc là mt phn ngày càng tăng ca hn hp lưới đin, là mt la chn kh thi để khc phc nhng hn chế này đối vi sn xut hydro thông qua quá trình đin phân.
  • B Năng lượng Hoa K và các cơ quan khác tiếp tc n lc gim chi phí sn xut đin da trên năng lượng tái to và phát trin sn xut đin da trên nhiên liu hóa thch hiu qu hơn vi vic thu hi, s dng và lưu tr carbon. Ví d, sn xut đin t gió đang phát trin nhanh chóng Hoa K và trên toàn cu.

Nghiên cu tp trung vào vic vượt qua nhng thách thc

  • Đáp ng mc tiêu chi phí hydro sch Hydrogen Shot là $1/kg H2 vào năm 2031 (và mc tiêu tm thi là $2/kg H2 vào năm 2026) thông qua hiu biết được ci thin v hiu sut, chi phí và s đánh đổi độ bn ca các h thng đin phân trong điu kin vn hành năng động được d đoán trong tương lai chế độ s dng đin không phát thải.
  • Gim chi phí vn ca máy đin phân và s cân bng ca h thng.
  • Ci thin hiu sut năng lượng để chuyn đổi đin thành hydro trong nhiu điu kin hot động.
  • Nâng cao hiu biết v quá trình phân hy ngăn xếp và tế bào đin phân và phát trin các chiến lược gim thiu để tăng tui th hot động.
Các quy trình sản xuất Hydro: 1. từ nhiên liệu hóa thạch; 2. Từ nhiên liệu sinh khối; 3. Từ điện phân nước. 
CCUS: carbon capture, utilization, and storage; SMR: steam methane reforming; ADG: anaerobic digester gas; STCH: solar thermochemical hydrogen; PEC: photoelectrochemical.

CCUS: thu hi, s dng và lưu tr carbon; SMR: quá trình reforming khí mê-tan hơi nước; ADG: khí b k khí; STCH: hydro nhit hóa mt tri; PEC: quang đin hóa

·         Hydro là nguyên t đơn gin nht trên trái đấtnó ch bao gm mt proton và mt electronvà nó là cht mang năng lượng, không phi ngun năng lượng. Hydrogen có th lưu tr và cung cp năng lượng có th s dng được, nhưng nó thường không tn ti trong t nhiên và phi được to ra t các hp cht cha nó.

Ti sao nghiên cu sn xut hydro

·         Vi khong 10 triu tn (MMT) hydro hin được sn xut ti Hoa K mi năm, nhu cu chính v hydro ngày nay là để tinh chế du m và sn xut amoniac. Tuy nhiên, hydro có th được s dng trên nhiu lĩnh vc để cho phép phát thi bng không hoc gn bng không trong các quy trình hóa hc và công nghip khác, h thng năng lượng sch tích hp và giao thông vn ti. Các th trường hydro mi ni trong các lĩnh vc này bao gm trung tâm d liu, cng, sn xut thép và xe ti hng trung và hng nng.

Cách thc hot động ca quá trình sn xut hydro

·         Hydro có th được sn xut thông qua các con đường ít carbon bng cách s dng các ngun tài nguyên đa dng trong nước bao gm c nhiên liu hóa thch, chng hn như khí đốt t nhiên và than đá, cùng vi vic thu hi và lưu tr carbon; thông qua vic tách nước bng năng lượng ht nhân và các ngun năng lượng tái to, chng hn như năng lượng gió, mt tri, địa nhit và thy đin; và t sinh khi thông qua các quá trình sinh hc.

Mc tiêu nghiên cu và phát trin

·         B Năng lượng Hoa K (DOE) h tr nghiên cu và phát trin nhiu loi công ngh để sn xut hydro mt cách kinh tế và thông qua các l trình thun túy không carbon. Xem các quy trình sn xut hydro để tìm hiu thêm v các công ngh này.

·         Thách thc chung đối vi sn xut hydro là chi phí. Văn phòng Công ngh tế bào nhiên liu và hydro ca DOE tp trung vào vic phát trin các công ngh có th sn xut hydro mc 2 đô la/kg vào năm 2026 và 1 đô la/kg vào năm 2031 thông qua các l trình thun-không-cacbon, để h tr mc tiêu Hydrogen Energy Earthshot nhm gi80% chi phí năng lượng sch hydro còn $1 trên 1 kilôgam trong 1 thp k ("1 1 1").

-------
Xin chào bạn! Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa. Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn

Related Posts by Categories



Nhận xét

Bài đăng xem nhiều

Dung sai và các chế độ lắp ghép bề mặt trụ trơn [pdf]

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Ví dụ bạn cần gia công 1 trục bơm ly tâm 1 cấp, khi lên bản vẽ gia công thì cần dung sai gia công, việc chọn dung sai gia công thì căn cứ vào kiểu lắp ghép như vị trí lắp vòng bi: đối với vòng trong vòng bi với trục bơm thì sẽ lắp theo hệ thống lỗ (vì kích thước vòng bi không thay đổi được), nên việc lắp chặt hay trung gian là do bạn lựa chọn dựa trên các tiêu chí ở dưới. Còn thân bơm với vòng ngoài vòng bi thì lắp theo hệ trục (xem vòng ngoài vòng bi là trục). Bạn cũng cần lưu ý việc lắp chặt hay trung gian có thể ảnh hưởng đến khe hở vòng bi khi làm việc nên cần cân nhắc cho phù hợp với điều kiện vận hành, loại vòng bi (cùng loại vòng bi, vòng bi C2, C3 có khe hở nhỏ hơn C4, C4 nhỏ hơn C5). Nếu bạn đang dùng C3, lắp trung gian mà chuyển sang lắp chặt có thể làm giảm tuổi thọ vòng bi vì khe hở giảm hoặc không đáp ứng yêu cầu làm việc. Sơ đồ miền dung sai Miền dung sai Miền dung sai được tạo ra bằng cách phối hợp giữa  1...

Khớp nối ( coupling ) - Những dạng khớp nối ( ebook )

Đây là tuyển tập nói về những chủng loại khớp nối khác nhau, những kết cấu, ứng dụng của từng loại khớp nối, ưu và nhược điểm của từng loại. Hình chụp, có lẫn cả hình vẽ 3D, rất đẹp, dễ quan sát. Bản tiếng Anh. Nó đây, 7 file ( pdf ) Phần 1 Phần 2 Phần 3 Phần 4 Phần 5 Phần 6 Phần 7 SCCK.TK (theo blog Phuc Linh )

Tải miễn phí phần mềm triển khai hình gò

Phần mềm này sẽ giúp các bạn đưa ra bản vẽ triển khai gia công đầy đủ và chính xác, cho phép các bạn xuất ra bản vẽ Autocad để tiện hơn cho việc tính toán, in ấn , quản lý. [MF] —–  nhấn chọn để download Lưu ý: sau khi giải nén và cài đặt thì chép pns4.exe (có sẵn sau khi giải nén) đè lên file pns4.exe mới. Phiên bản này có đầy đủ kích thước với các kiểu ống và help. Nên chạy run as administrator trong win 7. Xin chào bạn!  Nếu bạn đang thích trang web của chúng tôi và thấy các bài viết của chúng tôi hữu ích, chúng tôi rất mong nhận được sự ủng hộ của bạn. Với sự giúp đỡ của bạn, chúng tôi có thể tiếp tục phát triển tài nguyên và cung cấp cho bạn nội dung có giá trị hơn nữa.  Cảm ơn bạn đã ủng hộ chúng tôi. Nguyễn Thanh Sơn

Tặng ebook: Root Cause Failure Analysis (Phân tích tìm nguyên nhân hư hỏng)

Để chào đón phiên bản web mới, baoduongcokhi.com gửi tặng các bạn ebook hay: Root Cause Failure Analysis. Ebook contents: Part I: Introduction to Root Cause Failure Analysis Chapter 1 Introduction Chapter 2 General Analysis Techniques Chapter 3 Root Cause Failure Analysis Methodology Chapter 4 Safety-Related Issues Chapter 5 Regulatory Compliance Issues Chapter 6 Process Performance   Part II: Equipment Design Evaluation Guide Chapter 7 Pumps Chapter 8 Fans. Blowers, and Fluidizers Chapter 9 Conveyors Chapter 10 Compressors Chapter I I Mixers and Agitators Chapter 12 Dust Collectors Chapter 13 Process Rolls Chapter 14 Gearboxes/Reducers Chapter 15 Steam Traps Chapter 16 Inverters Chapter 17 Control Valves Chapter 18 Seals and Packing

Thử nghiệm thủy tĩnh - hydrostatic test

Viết bài: Thanh Sơn (cập nhật 2/2023), bản quyền thuộc về wwwbaoduongcokhi.com   Hư hỏng khi thử thủy tĩnh bình áp lực Thử nghiệm thủy tĩnh (hay còn gọi là hydrostatic test) là một phương pháp kiểm tra tính an toàn và độ bền của các thiết bị dưới tác động của áp suất nước. Thử nghiệm này thường được sử dụng để kiểm tra các đường ống, bồn chứa, hệ thống ống dẫn, van và các thiết bị khác trong các ngành công nghiệp dầu khí, hóa chất, thực phẩm, năng lượng điện và nhiều ngành công nghiệp khác. Khi thực hiện thử nghiệm thủy tĩnh, nước được bơm vào thiết bị đang được kiểm tra cho đến khi áp suất nước đạt đến một mức độ xác định. Thiết bị sẽ được giữ ở áp suất nước này trong một khoảng thời gian nhất định, thường là từ một vài giờ đến một vài ngày. Trong quá trình này, các kỹ sư kiểm tra và giám sát áp suất và xem xét sự xuất hiện của các vết rò rỉ hoặc sự biến dạng của thiết bị. Sau khi thử nghiệm thủy tĩnh hoàn thành, nước sẽ được xả ra khỏi thiết bị và thiết bị sẽ được kiểm tra k...

BẢNG TRA SIZE FLANGE, BOLT & NUT

Tra size bolt- nut 1- BẢNG TRA SIZE FLANGE, BOLT & NUT For class 150 Flanges STT size of flanges (inches) number of bolt Đường kính Bolt (Inches) Đường kính Bolt  ( MM) Leng of blots  L =mm 1 1/2 4 1/2 M14 60-60 2 3/4 4 1/2 M14 65-65 3 1 4 1/2 M14 65-80 4 1 1/4 4 1/2 M14 70-85 5 1 1/2 4 1/2 M14 70 85 6 2 4 5/8 M16 85 95 7 2/ 1/2 4 5/8 M16 90 100 8 ...

Đo thông số răng nào, khi chế bánh răng mới thay bánh răng bị hỏng

Về những thông số của bánh răng, có rất nhiều thông số để phục vụ cho quá trình gia công, thiết kế và lắp đặt máy. Tuy nhiên có một số thông số cơ bản bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ, gồm: Đường kính Vòng đỉnh (Tip diameter): là đường tròn đi qua đỉnh răng,  da = m (z+2) . Đường kính Vòng đáy (Root diameter): là vòng tròn đi qua đáy răng,  df = m (z-2.5) . Đường kính Vòng chia (Reference diameter): là đường tròn tiếp xúc với một đường tròn tương ứng của bánh răng khác khi 2 bánh ăn khớp với nhau,  d = m.Z   Số răng:  Z=d/m Bước răng (Circular Pitch): là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo trên vòng chia,  P=m. π Modun: là thông số quan trọng nhất của bánh răng,  m = P/π ; ha=m. Chiều cao răng (whole depth): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia;  h=ha + hf=2.25m, trong đó ha=1 m, hf=1,25 Chiều dày răng (width): là độ dài cung tròn giữa 2 profin của một răng đo trên vòng tròn chia;  St = P/2 = m/2 Chiều rộng r...

Cách kiểm tra và đánh giá vết ăn khớp (tooth contact) của cặp bánh răng

Viết bài: Thanh Sơn, bản quyền thuộc về  www.baoduongcokhi.com Hộp số với cặp bánh răng nghiêng Tooth contact là một trong những yếu tố quan trọng trong việc đảm bảo hoạt động hiệu quả và độ bền của bánh răng Mục đích Các bánh răng phải có tải trọng phân bố đều trên bề mặt răng khi làm việc ở điều kiện danh định.  Nếu tải trọng phân bố không đều, áp lực tiếp xúc và ứng suất uốn tăng cục bộ , làm tăng nguy cơ hư hỏng.  Gear Run Out của bánh răng là gì? cách kiểm tra Bánh răng và hộp số, phần 3: Phân tích dầu tìm nguyên nhân hư hỏng bánh răng. Bánh răng và Hộp số, phần 2: Các loại hộp số, bôi trơn, hư hỏng thường gặp Bánh răng và hộp số, phần 1: Các loại bánh răng (types of gears) Để đạt được sự phân bố tải đều, bánh răng cần có độ chính xác trong thiết kế, sản xuất, lắp ráp và lắp đặt các bộ phận của hộp số. Các yếu tố này được kiểm tra, test thử nghiệm và kiểm tra tại xưởng của nhà sản xuất thiết bị. Lắp đặt đúng cách tại hiện trường là bước cuối cùng để ...

Giải thích ý nghĩa ký hiệu vòng bi SKF [P1]

Ký hiệu của ổ lăn được chia ra làm hai nhóm chính: ký hiệu của ổ lăn tiêu chuẩn và ký hiệu của ổ lăn đặc biệt. Ổ lăn tiêu chuẩn là những ổ lăn có kích thước được tiêu chuẩn hóa trong khi ổ lăn đặc biệt là những ổ lăn có kích thước dặc biệt theo yêu cầu của khách hàng. Những ổ lăn chế tạo theo yêu cầu này được ký hiệu bằng “số bản vẽ” và chúng cũng không được nêu chi tiết trong phần này. Một ký hiệu đầy đủ bao gồm một ký hiệu cơ bản mà một hoặc nhiều ký hiệu phụ (- giản đồ 1). Ký hiệu đầy đủ bao gồm ký hiệu cơ bản và các ký hiệu phụ luôn luôn được ghi trên bao bì của ổ lăn, trong khi đó ký hiêu ghi trên ổ lăn đôi khi không đầy dủ vì những lí do sản xuất. Ký hiệu cơ bản xác định : Chủng loại Thiết kế cơ bản Kích thước tiêu chuẩn của ổ lăn. Những ký hiệu phụ xác định : Những thàng phần của ổ lăn và / hoặc Những thay đổi về thiết kế và / hoặc đăc tính khác vơi thiêt kế tiêu chuẩn. Ký hiệu phụ có thể đứng trước ký hiệu cơ bản (tiếp đầu ngữ) hoặc đứng sau (tiế...

Khe hở mặt răng (backlash) và khe hở chân/đỉnh răng (root/tip clearance)

Viết bài : Nguyễn Thanh Sơn, bản quyền thuộc về www.baoduongcokhi.com Các thông số cơ bản của bánh răng Về những thông số của bánh răng, có rất nhiều thông số để phục vụ cho quá trình gia công, thiết kế và lắp đặt máy. Tuy nhiên có một số thông số cơ bản bắt buộc người chế tạo cần phải nắm rõ, gồm: Đường kính Vòng đỉnh (Tip diameter): là đường tròn đi qua đỉnh răng, da = m (z+2) . Đường kính Vòng đáy (Root diameter): là vòng tròn đi qua đáy răng, df = m (z-2.5) . Đường kính Vòng chia (Reference diameter): là đường tròn tiếp xúc với một đường tròn tương ứng của bánh răng khác khi 2 bánh ăn khớp với nhau, d = m.Z   Số răng: Z=d/m Bước răng (Circular Pitch): là độ dài cung giữa 2 profin của 2 răng kề nhau đo trên vòng chia, P=m. π Modun: là thông số quan trọng nhất của bánh răng, m = P/π ; ha=m. Chiều cao răng (whole depth): là khoảng cách hướng tâm giữa vòng đỉnh và vòng chia; h=ha + hf=2.25m, trong đó ha=1 m, hf=1,25 Chiều dày răn...