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華盛頓州，一項(xiàng)從傳統(tǒng)天然氣中產(chǎn)生氫的新技術(shù)，或從生物質(zhì)能中產(chǎn)生可再生天然氣的新技術(shù)，可能成為推動(dòng)加州氫高速公路、燃料電池汽車和卡車以及創(chuàng)造其他有價(jià)值產(chǎn)品的下一件大事。
美國(guó)能源部太平洋西北國(guó)家實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的這種傳輸熱量的微型通道——大約信用卡的寬度——支撐著這項(xiàng)技術(shù)。這些微通道對(duì)于有效地將能量驅(qū)動(dòng)到化學(xué)反應(yīng)中至關(guān)重要，這些化學(xué)反應(yīng)為運(yùn)輸、發(fā)電和其他工業(yè)用途生產(chǎn)氫氣。
ｐｎｎｌ開發(fā)的氫氣發(fā)生器獲得了華盛頓州里奇蘭的許可。清潔技術(shù)初創(chuàng)公司，ＳＴＡＲＳ科技公司。氫發(fā)電機(jī)的特點(diǎn)是最近的兩項(xiàng)創(chuàng)新可能會(huì)降低氫的成本。第一種是一種新的增材制造工藝，該工藝已經(jīng)獲得了ＳＴＡＲＳ?。裕煤停螅铮悖幔欤纾幔蟮脑S可。第二種是一種新型螺旋反應(yīng)器設(shè)計(jì)，它能更精確地分配熱量并提高反應(yīng)器效率。ＳｏＣａｌＧａｓ獨(dú)家授權(quán)的這種設(shè)計(jì)，最大限度地減少了生產(chǎn)氫氣所需的能源，同時(shí)增加了反應(yīng)堆的耐用性和安全性。
ＳｏＣａｌＧａｓ高級(jí)研發(fā)總監(jiān)尤里·弗里德曼（Ｙｕｒｉ?。疲颍澹澹洌恚幔睿┍硎荆骸斑@種微通道技術(shù)的近期用途之一是為燃料電池電動(dòng)汽車制造氫氣?！薄耙?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)占地面積小，大大提高了將天然氣轉(zhuǎn)化為氫氣的過程的效率，它使氫氣更清潔，更容易運(yùn)輸——你可以在附近有天然氣管道的任何地方生產(chǎn)氫氣?！睂?duì)于ＳｏＣａｌＧａｓ來說，這是實(shí)現(xiàn)我們?cè)冢玻埃矗的昵皩?shí)現(xiàn)運(yùn)營(yíng)和能源交付中溫室氣體凈零排放目標(biāo)的重要一步。這項(xiàng)技術(shù)可以極大地改變加州的氫生產(chǎn)和使用，推動(dòng)ＳｏＣａｌＧａｓ努力滿足加州和我們客戶的氣候目標(biāo)。”
氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施
由于ＳＴＡＲＳ技術(shù)可以在任何有天然氣的地方產(chǎn)生氫氣，開發(fā)人員表示，這項(xiàng)技術(shù)可以大大減少用特殊的高壓管拖車運(yùn)載氫氣的需要。取消公路運(yùn)輸可以改善公共安全，減少溫室氣體排放，并有助于在使用點(diǎn)生產(chǎn)氫的成本上與傳統(tǒng)燃料相比具有競(jìng)爭(zhēng)力。
“可以把這些小型、高效、大規(guī)模生產(chǎn)的發(fā)電機(jī)想象成‘化學(xué)變壓器’，類似于電網(wǎng)上的電力變壓器，”ＳＴＡＲＳ?。裕玫目偛谩⒃摷夹g(shù)的發(fā)明者鮑勃·韋庚說?！八鼈兛梢员环胖迷谔烊粴夥峙湎到y(tǒng)的任何地方，因此它成為一個(gè)‘氫電網(wǎng)’，為加油站提供廉價(jià)的氫，滿足現(xiàn)場(chǎng)需求?！?/span>
從甲烷中生產(chǎn)氫氣
宇宙中最豐富的元素氫，通常是水或甲烷等其他化合物的組成部分。天然氣主要由甲烷組成，甲烷是自然界最有效的氫載體之一。使用天然氣的傳統(tǒng)制氫過程有時(shí)會(huì)排放二氧化碳，消耗大量能源，其中大部分來自碳排放源。但有了新的氫氣發(fā)生器，各種更有效的加熱方法，包括集中太陽能熱和感應(yīng)太陽能電加熱，可以用來加熱天然氣和水打破化學(xué)鍵，比其他常見的甲烷氫過程排放的二氧化碳少３０％。
經(jīng)許可的制氫工藝非常高效，減少了生產(chǎn)高價(jià)值化學(xué)品所需的熱能。甲烷和蒸汽通過不超過幾毫米厚的緊湊螺旋微通道，快速而均勻地將氣體混合物暴露在熱中，從而推動(dòng)化學(xué)反應(yīng)，并從天然氣和水中釋放出氫氣。
因?yàn)闅錃饪梢砸越?jīng)濟(jì)和清潔的方式生產(chǎn)，它很好地支持了加州的第８號(hào)議會(huì)法案，該法案每年撥款２０００萬美元，以支持該州繼續(xù)建設(shè)至少１００個(gè)氫燃料站。
今年春天，ＳｏＣａｌＧａｓ公司將從ＳＴＡＲＳ?。裕霉精@得一個(gè)氫氣發(fā)生器，其中包括６個(gè)小型模塊化反應(yīng)堆，每個(gè)直徑約為１０英寸。ＳＴＡＲＳ ＴＣ主要由ＰＮＮＬ的前員工組成，其中一位是ＰＮＮＬ微通道技術(shù)的原始發(fā)明者。
３Ｄ打印降低氫氣生產(chǎn)成本
最近，ＰＮＮＬ、ＳＴＡＲＳ?。裕煤停樱铮茫幔欤牵幔蠛献鏖_發(fā)了氫氣生成系統(tǒng)，包括螺旋微通道設(shè)計(jì)。該團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一種新工藝，使用３Ｄ打印方法來建造產(chǎn)生氫的化學(xué)反應(yīng)器。
ＰＮＮＬ的技術(shù)商業(yè)化經(jīng)理Ｓａｒａ?。龋酰睿粽f：“這種增材制造工藝通過減少零件、形成幾乎不可能通過鑄造或機(jī)加工制造的幾何形狀，以及消除耗時(shí)的制造步驟，從而降低了制造成本?！薄斑@項(xiàng)專利技術(shù)包括在設(shè)備內(nèi)部建筑結(jié)構(gòu)的獨(dú)特方法，以加強(qiáng)熱傳遞。它還可以使材料被包裹或浸漬催化劑，加速化學(xué)轉(zhuǎn)化為能量的速度。”
另外，ＰＮＮＬ、ＳｏＣａｌＧａｓ和其他公司還在合作開發(fā)新型化學(xué)反應(yīng)器，共同生產(chǎn)氫和固體碳材料，如碳纖維產(chǎn)品和碳納米管，這可以進(jìn)一步抵消無溫室氣體生產(chǎn)氫的成本。這與可再生天然氣的額外使用相結(jié)合，意味著這些反應(yīng)堆系統(tǒng)可以幫助ＳｏＣａｌＧａｓ力爭(zhēng)到２０４５年實(shí)現(xiàn)凈零排放。
快速研究所和美國(guó)能源部能效和可再生能源辦公室（包括氫和燃料電池技術(shù)、太陽能技術(shù)和先進(jìn)制造辦公室）支持了微通道技術(shù)氫發(fā)生器的開發(fā)。
ＳｏＣａｌＧａｓ?總部位于洛杉磯，是美國(guó)最大的天然氣分銷公用事業(yè)公司。ＳｏＣａｌＧａｓ為加州中部和南部２４，０００平方英里的２１８０萬消費(fèi)者提供價(jià)格合理、可靠、清潔和可再生的天然氣服務(wù)。通過該公司管道輸送的天然氣將繼續(xù)在加州的清潔能源轉(zhuǎn)型中發(fā)揮關(guān)鍵作用——提供電網(wǎng)的可靠性，支持風(fēng)能和太陽能的部署。
ＳｏＣａｌＧａｓ的使命是在美國(guó)建立最清潔、最安全、最具創(chuàng)新性的能源公司。為了支持這一使命，ＳｏＣａｌＧａｓ承諾到２０４５年在運(yùn)營(yíng)和能源交付中實(shí)現(xiàn)溫室氣體凈零排放，并在２０３０年用可再生天然氣（ＲＮＧ）替代２０％的傳統(tǒng)天然氣供應(yīng)?？稍偕烊粴馐怯赡膛?chǎng)、垃圾填埋場(chǎng)和污水處理廠產(chǎn)生的廢物制成的。ＳｏＣａｌＧａｓ還致力于投資天然氣輸送基礎(chǔ)設(shè)施，同時(shí)確保客戶負(fù)擔(dān)得起賬單。在過去的五年里，該公司投資了近７５億美元對(duì)其管道系統(tǒng)進(jìn)行升級(jí)和現(xiàn)代化，以提高安全性和可靠性。ＳｏＣａｌＧａｓ是森普拉能源（紐約證券交易所代碼：ＳＲＥ）的子公司，森普拉能源是一家總部位于圣地亞哥的能源服務(wù)控股公司。
