Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells
Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells Energikonvertering ved Solid Oxide Electrolyser Cells
fungerer som elektriske forbindelser mellem cellerne i stakken [IRD, 2008]. B. APPENDIKS - SUPPLERENDE MATERIALER Metanolbrændselscellerne er testet ved lav temperatur, hvor temperaturen er mellem 50 − 120 ◦ C. At metanolbrændselscellen kan operere ved så lave temperaturer, skyldes at metanol er flydende mellem −97,0 ◦ C og 64,7 ◦ C. De lave reaktionstemperaturer for cellen gør den velegnet til mindre formål som eksempelvis mobiltelefoner, digitalkamera og bærbare computere. Derudover er det en fordel, at der ikke er behov for en metanolreformer. Ulempen ved de lave temperaturer er, at oxidationen af metanol til hydrogenioner og kuldioxid vil kræve en stærkere katalysator, som platiniumkatalysator, der er meget dyr. Meromkostningen til katalysatoren forventes at blive opvejet af den nemme brug af et flydende brændstof og muligheden for at fungere uden en reformer [FCtec 1, 2008]. Metanolbrændselsceller til transport Da metanol opfylder krav for energitæthed, forurening, distribution vil metanolbrændselsceller til transport være et godt alternativ til konventionelle brændstoffer. Nye tiltag indenfor anvendelsen af metanol til transport ses eksempelvis fra firmaet SerEnergy, der arbejder med en kombineret el- og brændselscellebil. Bilen er udstyret med en elmotor på 59,6 kW, der forsynes af lithium ion batterier. Derudover er bilen udstyret med et brændselscellesystem på 13,2 kW. I brændselscelle systemet er indbygget en reformer, der omdanner metanol til en brintholdig gas, som brændselscellen kan producere strøm fra til bilens elmotor. Derfor benyttes betegnelse indirekte metanolbrændselsceller. Elementerne er sammenbygget, så brændselscellesystemet arbejder ved samme spænding som batterierne i bilen. Dette er med til at undgå tab og udgifter gennem en konverter. Derudover arbejder brændselscellen ved en forholdsvis høj temperatur, ca. 140 − 180 ◦ C. På trods af metanols lavere brændværdi end konventionel benzin, vurderes det at systemet vil være dobbelt så effektiv i forhold til en ny benzinmotor. En stor fordel ved metanol er, at det er et flydende stof, og derfor ikke kræver en dyr omlægning af infrastrukturen, som f.eks brint kræver [Wittrup 1, 2008]. XIV
B.3. HÅNDTERING AF STOFFER B.3 Håndtering af stoffer I forbindelse med SOEC indgår stofferne metanol, kulmonooxid, brint og ilt som hhv. input og output. Disse stoffer er giftige og/eller brandfarlige. Derfor er håndteringen af og kendskab til disse stoffer vigtig i den praktiske del af en evt. opførelse af et SOEC-anlæg. CH3OH: Metanol er ved stuetemperatur en væske og kan optages ved indtagelse, indånding eller gennem huden. I leveren omdannes metanol til formaldehyd, som igen omdannes til myresyre. Et typisk symptom på metanolforgiftning er blindhed, da synsnerven ødelægges. Metanol er dødeligt 10-30 timer efter indtagelse. Dødelig dosis ved indtagelse på flydende form ligger fra 25 ml til 90 ml, mens det til sammenligning for benzin er 120-300 ml [Teknologirådet, 2006]. Metanol er en svag syre pga. alkoholgruppen på molekylet, hvilket giver korrosive egenskaber på aluminium og visse ståltyper. Derfor er metanol ikke direkte anvendelig i benzinbiler, da f.eks. dele i indsprøjtningssystemet kan ødelægges. Rustfrit stål er f.eks. velegnet til håndtering af metanol [Nielsen 1, 2008]. Benzin har samme grad af toksikering som metanol, så metanol som erstatning for benzin i infrastrukturen vil ikke give ændringer mht. håndtering af brændstoffet [Nielsen 1, 2008]. Betragtes metanols brandfarlighed i forhold til benzin har metanol en brandværdi på ca. 20 MJ/kg, hvilket er ca. halvdelen af benzins. Det er en af grundene til at metanol bl.a. anvendes i racerbiler og kan gøre metanol fordelagtig i transportsammenhæng, hvor brandfaren ved uheld er mindre. Derimod kræver metanol ikke lige så meget ilt til forbrændingen som benzin, da molekylet indeholder ilt og benzin (C8H18) ikke gør [Malcolm Pirnie Inc., American Methanol Institute, 1999], [Methanex 1, 2003]. CO: Kulmonooxid er en gas, som er meget giftig. Ved indånding binder CO sig til blodets hæmoglobin, således at O2 ikke kan optages i blodet. Det betyder hurtig indtræffelse af døden. F.eks. indtræffer døden efter 2-3 minutter ved en luftkoncentration på 1,28% og derover. Derfor skal CO opbevares i gasflasker og der må ikke ske udslip ved brug. Forgiftning behandles med ilt [Nielsen 2, 2008]. H2: Brint er et højreaktivt stof, som antænder meget let. Brandfaren er det største problem for opbevaring af brint, da brint kan eksplodere fra 4 % vol i luft. Dertil er et brintudslip svært at opdage, da gassen er farveløs og lugtfri. Brint brænder meget rent, derfor er flammen tæt på usynlig. Brintafbrænding giver risiko for kvælning, da forbrændingen optager meget ilt. Da forbrændingstemperaturen er meget høj (2050 ◦ C) kan der dannes kulmonooxid. Brint er et meget lille molekyle, som er meget flygtigt. Derfor kan der forekomme diffusion gennem gasflasker. F.eks. kan støbejern og andre kulstofholdige jernlegeringer ikke benyttes sammen med brint. Derfor er brint ikke nemt at opbevare eller distribuere [Nielsen 2, 2008]. O2: Da luft består af ca. 1/5 ilt, anses ilt ikke som et giftigt stof. Ilt er dog højreaktivt, da det er oxiderende og kan få stort set alt til at brænde. Derfor skal ilt opbevares i gasflasker og eventuelle udslip kan være farligt i samspil med andre stoffer. XV
- Page 51 and 52: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID 4.3.1
- Page 53 and 54: 4.3. BEREGNING AF OPSTARTSTID Af fi
- Page 55 and 56: 4.4. ELEKTRISK ENERGIKONVERTERING T
- Page 57 and 58: 4.4. ELEKTRISK ENERGIKONVERTERING i
- Page 59 and 60: Kapitel 5 Modellering af SOEC Dette
- Page 61 and 62: 5.3. MODEL FOR ELNETTET 5.3 Model f
- Page 63 and 64: 5.3. MODEL FOR ELNETTET I den førs
- Page 65 and 66: 5.4. MODEL AF SOEC-ANLÆG 5.4.1 Opb
- Page 67 and 68: 5.4. MODEL AF SOEC-ANLÆG Figur 5.8
- Page 69 and 70: 5.4. MODEL AF SOEC-ANLÆG ved en ma
- Page 71 and 72: 5.6. SYSTEMVIRKNINGSGRAD Det ses fr
- Page 73 and 74: Kapitel 6 Økonomisk betragtning Ø
- Page 75 and 76: 6.2. INDTÆGTER fra 15 ◦C til 400
- Page 77 and 78: 6.4. RESULTATDISKUSSION Ud fra form
- Page 79 and 80: Kapitel 7 Konklusion I rapportens i
- Page 81 and 82: Kapitel 8 Perspektivering I 1960’
- Page 83: 8.2. PLACERING Tabel 8.1: Fordele o
- Page 86 and 87: Energistyrelsen 1 [2008]. Elprodukt
- Page 88 and 89: LITTERATUR Steele [2000]. Steele, B
- Page 90 and 91: v_stack = 0.0158 m^3 A.1.3 Densitet
- Page 92 and 93: A. APPENDIKS - BEREGNINGER %Effektt
- Page 94 and 95: A.2 Udregninger af ∆H i EES Figur
- Page 97 and 98: B Appendiks - Supplerende materiale
- Page 99 and 100: B.1. SOFC B.1.2 Cellernes reaktion
- Page 101: B.2. METANOLBRÆNDSELSCELLER B.2 Me
B.3. HÅNDTERING AF STOFFER<br />
B.3 Håndtering af stoffer<br />
I forbindelse med SOEC indgår stofferne metanol, kulmonooxid, brint og ilt som hhv. input og output.<br />
Disse stoffer er giftige og/eller brandfarlige. Derfor er håndteringen af og kendskab til disse stoffer<br />
vigtig i den praktiske del af en evt. opførelse af et SOEC-anlæg.<br />
CH3OH:<br />
Metanol er <strong>ved</strong> stuetemperatur en væske og kan optages <strong>ved</strong> indtagelse, indånding eller gennem huden.<br />
I leveren omdannes metanol til formaldehyd, som igen omdannes til myresyre. Et typisk symptom<br />
på metanolforgiftning er blindhed, da synsnerven ødelægges. Metanol er dødeligt 10-30 timer<br />
efter indtagelse. Dødelig dosis <strong>ved</strong> indtagelse på flydende form ligger fra 25 ml til 90 ml, mens det til<br />
sammenligning for benzin er 120-300 ml [Teknologirådet, 2006].<br />
Metanol er en svag syre pga. alkoholgruppen på molekylet, hvilket giver korrosive egenskaber på aluminium<br />
og visse ståltyper. Derfor er metanol ikke direkte anvendelig i benzinbiler, da f.eks. dele i indsprøjtningssystemet<br />
kan ødelægges. Rustfrit stål er f.eks. velegnet til håndtering af metanol [Nielsen<br />
1, 2008].<br />
Benzin har samme grad af toksikering som metanol, så metanol som erstatning for benzin i infrastrukturen<br />
vil ikke give ændringer mht. håndtering af brændstoffet [Nielsen 1, 2008]. Betragtes metanols<br />
brandfarlighed i forhold til benzin har metanol en brandværdi på ca. 20 MJ/kg, hvilket er ca.<br />
halvdelen af benzins. Det er en af grundene til at metanol bl.a. anvendes i racerbiler og kan gøre metanol<br />
fordelagtig i transportsammenhæng, hvor brandfaren <strong>ved</strong> uheld er mindre. Derimod kræver<br />
metanol ikke lige så meget ilt til forbrændingen som benzin, da molekylet indeholder ilt og benzin<br />
(C8H18) ikke gør [Malcolm Pirnie Inc., American Methanol Institute, 1999], [Methanex 1, 2003].<br />
CO:<br />
Kulmonooxid er en gas, som er meget giftig. Ved indånding binder CO sig til blodets hæmoglobin, således<br />
at O2 ikke kan optages i blodet. Det betyder hurtig indtræffelse af døden. F.eks. indtræffer døden<br />
efter 2-3 minutter <strong>ved</strong> en luftkoncentration på 1,28% og derover. Derfor skal CO opbevares i gasflasker<br />
og der må ikke ske udslip <strong>ved</strong> brug. Forgiftning behandles med ilt [Nielsen 2, 2008].<br />
H2:<br />
Brint er et højreaktivt stof, som antænder meget let. Brandfaren er det største problem for opbevaring<br />
af brint, da brint kan eksplodere fra 4 % vol i luft. Dertil er et brintudslip svært at opdage, da gassen er<br />
farveløs og lugtfri. Brint brænder meget rent, derfor er flammen tæt på usynlig. Brintafbrænding giver<br />
risiko for kvælning, da forbrændingen optager meget ilt. Da forbrændingstemperaturen er meget høj<br />
(2050 ◦ C) kan der dannes kulmonooxid.<br />
Brint er et meget lille molekyle, som er meget flygtigt. Derfor kan der forekomme diffusion gennem<br />
gasflasker. F.eks. kan støbejern og andre kulstofholdige jernlegeringer ikke benyttes sammen med<br />
brint. Derfor er brint ikke nemt at opbevare eller distribuere [Nielsen 2, 2008].<br />
O2:<br />
Da luft består af ca. 1/5 ilt, anses ilt ikke som et giftigt stof. Ilt er dog højreaktivt, da det er oxiderende<br />
og kan få stort set alt til at brænde. Derfor skal ilt opbevares i gasflasker og eventuelle udslip kan være<br />
farligt i samspil med andre stoffer.<br />
XV
Change language