Skip to main content

Wetenschappers creƫren efficiƫnte brandstofcellen die worden aangedreven door vaste koolstof

Onderzoekers van het Idaho National Laboratory (INL) hebben een nieuwe brandstofcel gecreëerd die schone, efficiënte elektriciteit genereert met behulp van vaste koolstofbronnen zoals steenkool en biomassa. Volgens INL-materiaalingenieur Dong Ding werkt de directe koolstofbrandstofcel (DCFC) bij lagere temperaturen en produceert hij hogere maximale vermogensdichtheden dan eerdere ontwerpen - en het zou een revolutie in de koolstofopvangtechnologie kunnen veroorzaken.

Hoewel waterstofbrandstofcellen de laatste tijd nieuws hebben gemaakt voor hun belofte om schone, efficiënte energie te produceren, biedt DCFC's het voordeel dat ze gebruik kunnen maken van direct beschikbare brandstofbronnen, zoals steenkool, organisch afval en biomassa. "Je kunt de energie-intensieve stap van het produceren van waterstof overslaan", vertelde Ding aan Phys.org. Er zijn echter nadelen in traditionele DCFC-ontwerpen. Ze hebben in het verleden vereist dat hoge temperaturen functioneren, wat op zijn beurt dure materialen vereist die bestand zijn tegen dergelijke hitte.

Gerelateerd: 's Werelds eerste commerciële koolstofzuigende installatie gaat live in Zürich

Het meest recente DCFC-ontwerp van INL lost deze problemen op. Om de nodige hoge temperaturen aan te kunnen, ontwikkelden de onderzoekers een elektrolyt met gedopeerde ceriumoxide- en carbonaat, sterk geleidende materialen die kunnen presteren onder lagere temperaturen. Om de efficiëntie van de brandstofcel te vergroten, hebben de onderzoekers een driedimensionale keramische textielanode gemaakt die is geweven als doek en die het beschikbare oppervlak voor chemische reacties op koolstofbrandstof maximaliseert. Het ontwerp bevat ook een gesmolten carbonaat-koolstof composiet brandstof, die zorgt voor een betere doorstroming. "Op de bedrijfstemperatuur is dat composiet vloeibaar," zei Ding. "Het kan gemakkelijk in de interface stromen." Omdat DCFC's zuivere koolstofdioxide produceren zonder andere verontreinigende stoffen, gelooft Ding dat het veel gemakkelijker zou zijn om de koolstofafvangtechnologie in het ontwerp op te nemen. Hoewel een verschuiving naar koolstofvrije hernieuwbare energie noodzakelijk is om de klimaatverandering te verminderen, kan deze nieuwe DCFC-technologie de overgang vergemakkelijken.

De directe koolstofbrandstofcel (DCFC) werd beschreven in een studie die deze week werd gepubliceerd in het tijdschrift Advanced Materials.