Οικιακό σύστημα κυψελών καυσίμου από το Fraunhofer
Διαβάστηκε από 2550 αναγνώστες -
Όσο η μεταστροφή σε εναλλακτικές μορφές ενέργειας γίνεται ολοένα και πιο απαραίτητη, οι διέξοδοι απεξάρτησης από το ρεύμα συνεχίζουν να αναπτύσσονται ραγδαία. Οι κυψέλες καυσίμων, αποδοτικές και με χαμηλές εκπομπές ρύπων, διαφαίνονται ικανοί υποψήφιοι πρωταγωνιστές.
Η συνεργασία του Ινστιτούτου Κεραμικών Τεχνολογιών και Συστημάτων Fraunhofer (Fraunhofer Institute for Ceramic Technologies and Systems - IKTS) της Δρέσδης με τον κατασκευαστή θερμαντήρων Vaillant, είχε σαν αποτέλεσμα την ανάπτυξη ενός οικιακού συστήματος κυψελών καυσίμου που χρησιμοποιεί το φυσικό αέριο και για τη θέρμανση και την ηλεκτροδότηση.
Οι πρώτες αναφορές σε κυψέλες καυσίμου ανάγονται στο 1838 και δεν ήταν λίγοι οι επιστήμονες που προέβλεπαν πως θα ήταν η πηγή ενέργειας του μέλλοντος. Ωστόσο οι πρώτες εμπορικές κυψέλες καυσίμου εμφανίστηκαν μόλις το 1960, όταν χρησιμοποιήθηκαν για την ηλεκτροδότηση διαστημόπλοιων. Παρόλο που εφαρμόστηκαν αρκετά στην αυτοκινητοβιομηχανία, η πρώτη οικιακή κυψέλη καυσίμου, η Ene-Farm, βγήκε στο εμπόριο το 2009.
Κάποιες από τις αιτίες που το προϊόν δυσκολεύεται να βρει εμπορική ανταπόκριση, είναι αφενός η πολυπλοκότητά του και αφετέρου το κόστος του. Αυτό συμβαίνει εν μέρει λόγω της χρήσης πολύτιμων μετάλλων στην κατασκευή, όπως η πλατίνα, για τους καταλύτες. Επίσης, το γεγονός ότι οι καταλύτες δηλητηριάζονται εύκολα από ρύπους, ενέτεινε τη διστακτικότητα του αγοραστικού κοινού. Η επαναστατική προσέγγιση της Fraunhofer είναι ο σχεδιασμός μιας οικιακής κυψέλης καυσίμου που είναι απλή και μπορεί να εγκατασταθεί και να διατηρηθεί σαν μια κοινή θερμάστρα αερίου
Όπως και το σύστημα Bloom Box and SOFC που αναπτύχθηκε στο Κέντρο Τεχνικών Ερευνών της Φινλανδίας (VTT), το σύστημα Fraunhofer βασίζεται σε κυψέλη καυσίμου στερεού οξειδίου (SOFC), η οποία χρησιμοποιεί ένα κεραμικό ηλεκτρολύτη για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, όπως το οξυγόνο συνδυάζεται με υδρογόνο. Τα συστήματα SOFC λειτουργούν σε υψηλότερη θερμοκρασία απ ότι άλλες κυψέλες καυσίμου, σαν αυτά που χρησιμοποιούνται στην αυτοκινητοβιομηχανία. Εκεί που οι κυψέλες καυσίμου μεμβράνης ανταλλαγής πρωτονίων (PEMFCs) μπορούν να φτάσουν τους 80⁰C , οι κυψέλες SOFC μπορούν να φτάσουν μέχρι και τους 850⁰C. Σε άλλες εφαρμογές η θερμότητα μπορεί να αποτελεί πρόβλημα, ωστόσο στην οικία η θερμότητα είναι το ζητούμενο πλεονέκτημα.
Δεδομένου ότι τα κεραμικά αντέχουν σε υψηλές θερμοκρασίες, ως υλικά είναι ιδανικά για ένα SOFC. Η υψηλότερη θερμοκρασία τα καθιστούν απλά στο σχεδιασμό και οικονομικότερα στη λειτουργία. Επίσης, αποφεύγεται η χρήση πλατίνας ή άλλων πολύτιμων μετάλλων ως καταλύτες, γεγονός που μειώνει το κόστος.
Όπως τα περισσότερα συστήματα κυψελών καυσίμου, τα μεμονωμένα κύτταρα Fraunhofer είναι εξαιρετικά χαμηλής ισχύος, παράγοντας λιγότερο από ένα βολτ, γι αυτό και πρέπει να οργανώνονται σε στοίβες. Η κυψέλη καυσίμου είναι συνδεδεμένη με την παροχή φυσικού αερίου και καθώς το αέριο εισέρχεται, ένας αναμορφωτής διασπά το αέριο σε ένα μείγμα πλούσιο σε υδρογόνο, το οποίο αντιδρά με τη στοίβα (ψυχρή καύση) για την παραγωγή θερμότητας και ηλεκτρικής ενέργειας. Παράλληλα λειτουργεί ένας μετακαυστήρας αύξησης της αποδοτικότητας από τα καυσαέρια.
Σύμφωνα με το Fraunhofer, ο υφιστάμενος σχεδιασμός είναι τόσο συμπαγής όσο μια θερμάστρα αερίου και μπορεί να εγκατασταθεί στα ίδια μέρη του σπιτιού. Εκτός από θερμότητα παράγει κι ένα κιλοβάτ ηλεκτρικής ενέργειας, το οποίο είναι σχεδόν αρκετό για να καλύψει τις ανάγκες μιας τετραμελής οικογένειας. Η τεχνολογία είναι σήμερα σε δοκιμές στις οποίες συμμετέχουν 150 οικιακές μονάδες στην Ευρώπη, στο πλαίσιο της πρακτικής δοκιμής CALLUX, με σκοπό να διαπιστωθεί η αποδοτικότητά τους σε οικιακό περιβάλλον. Επίσης, ιδιαίτερη σημασία δίδεται στη μείωση του κόστους των κυψελών καυσίμου και την αύξηση της διάρκειας ζωής τους.
Δομικά υλικά από τον ειδικό ή από ένα γνωστό;
Διαλέξτε την ηλεκτρική συσκευή που πραγματικά χρειάζεστε
Εύκολα roof gardens και για προστασία από την βροχή!
Μηχανικός αερισμός: Για να ανασαίνει το σπίτι!
