每年，通過海運(yùn)排放的二氧化碳達(dá)數(shù)億噸，對(duì)氣候造成嚴(yán)重危害。當(dāng)全世界的科學(xué)家們?cè)谠囼?yàn)新的推進(jìn)方法來替代船上的燃料油時(shí)，作為一個(gè)國(guó)際財(cái)團(tuán)的一部分，弗勞恩霍夫的研究人員正在開發(fā)氨基燃料電池。當(dāng)氨被用作電動(dòng)化的船舶的燃料時(shí)，它和氫一樣環(huán)保，而且處理起來更容易、更安全。

目前，氫是可持續(xù)能源領(lǐng)域的主要焦點(diǎn)：有計(jì)劃使用氫為公共汽車、商用車甚至汽車提供燃料。然而，位于美因茨的弗勞恩霍夫微工程和微系統(tǒng)研究所（FraunhoferInstituteforMicroengineeringandMicrosystemsIMM）正在研究另一種原料的可能性。作為ShipFC項(xiàng)目的一部分，弗勞恩霍夫研究所正與13個(gè)歐洲聯(lián)盟伙伴合作，開發(fā)世界上第一個(gè)用于航運(yùn)的氨基燃料電池。弗勞恩霍夫的研究人員負(fù)責(zé)開發(fā)催化轉(zhuǎn)換器，它可以防止產(chǎn)生有害氣候的排放物。

海運(yùn)是溫室氣體排放的主要來源。根據(jù)德國(guó)環(huán)境署（UBA）提供的信息，目前世界海洋上的海運(yùn)造成了全球二氧化碳排放量的2.6%。2015年，二氧化碳排放量約為9.32億噸，而且這個(gè)數(shù)字每年都在增加。顯然，迫切需要采取對(duì)策。

ShipFC項(xiàng)目旨在證明新的無排放推進(jìn)技術(shù)可以安全、可靠、平穩(wěn)地工作，即使在大型船舶和長(zhǎng)途航行中也是如此。該項(xiàng)目由挪威的NCE海事清潔技術(shù)公司協(xié)調(diào)，該公司致力于在海事領(lǐng)域開發(fā)環(huán)保技術(shù)。

氨的優(yōu)點(diǎn)

過針刺 低溫防爆18650 2200mah

符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)

充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%

點(diǎn)擊詳情

氨在農(nóng)業(yè)部門主要用作肥料。然而，它也可以作為一個(gè)高品質(zhì)的能源載體。IMM能源部主任兼研究所副所長(zhǎng)GuntherKolb教授解釋說：“氨比氫有顯著的優(yōu)勢(shì)。氫必須以液體的形式儲(chǔ)存在-253攝氏度，或以氣體的形式儲(chǔ)存在700巴左右的壓力下。而液氨在標(biāo)準(zhǔn)壓力-33攝氏度下或900帕+20攝氏度下更容易儲(chǔ)存。這使得儲(chǔ)存和運(yùn)輸這種能源載體變得相當(dāng)簡(jiǎn)單和直接?！?/p>

氨在氨裂解爐中分解成氮和氫，后者隨后在燃料電池中燃燒產(chǎn)生電能。催化轉(zhuǎn)化器可確保不會(huì)產(chǎn)生有害的氮氧化物，唯一的最終產(chǎn)品是水和氮?dú)狻?/p>

燃料電池和催化轉(zhuǎn)化器的工作原理

從氨中發(fā)電的過程與氫基發(fā)電廠的功能相似。首先，氨（NH3）被送入裂變反應(yīng)堆，在那里它被分解成氮?dú)猓∟2）和氫氣（H2），75%的氣體由氫組成，少量氨（NH3，100ppm）未轉(zhuǎn)化并留在氣流中。

其次，氮?dú)夂蜌錃獗凰腿肴剂想姵兀諝獗灰?，讓氫氣燃燒并形成水，這個(gè)過程會(huì)產(chǎn)生電能。然而，氫并沒有在燃料電池中完全轉(zhuǎn)化。大約12%的氫和一些殘留的氨使燃料電池沒有損壞。然后，這些殘?jiān)凰腿隖raunhoferIMM開發(fā)的催化轉(zhuǎn)化器中。在這里，空氣被引入，殘余物與涂有一層含有鉑的催化顆粒粉末層的波紋金屬箔接觸，這會(huì)引發(fā)化學(xué)反應(yīng)。最終，唯一的最終產(chǎn)品是水和氮?dú)?。整個(gè)反應(yīng)過程甚至不會(huì)產(chǎn)生對(duì)環(huán)境有害的氮氧化物。

無人船智能鋰電池

IP67防水，充放電分口 安全可靠

標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無人設(shè)備

點(diǎn)擊詳情

IMM的研究小組也在開發(fā)含有催化劑的反應(yīng)器，這種反應(yīng)器是被動(dòng)的。反應(yīng)器控制溫度和氣體流量。例如，它會(huì)在發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)前預(yù)熱催化劑，因?yàn)樗诶鋺B(tài)時(shí)效率較低。為了使廢氣凈化過程盡可能高效，流經(jīng)催化轉(zhuǎn)化器的氣體溫度可能在500攝氏度左右。

弗勞恩霍夫IMM的研究人員在開發(fā)反應(yīng)器方面有幾十年的經(jīng)驗(yàn)，包括在運(yùn)輸和移動(dòng)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的催化劑?？偛课挥诿酪虼牡难芯克?個(gè)試驗(yàn)臺(tái)，但凈化2兆瓦容量的氨燃料電池廢氣仍然是一項(xiàng)技術(shù)挑戰(zhàn)?！拔覀儽仨氝M(jìn)一步發(fā)展現(xiàn)有的氨動(dòng)力燃料電池技術(shù)，而且船上的催化轉(zhuǎn)化器顯然比普通汽車大得多。”科爾布說。

催化轉(zhuǎn)化器試驗(yàn)臺(tái)：用于測(cè)試催化轉(zhuǎn)化器的所有功能及其在廢氣凈化中的效率。弗勞恩霍夫IMM總共有九個(gè)試驗(yàn)臺(tái)。

項(xiàng)目的狀態(tài)

IMM團(tuán)隊(duì)計(jì)劃在2021年底完成一個(gè)初始的小型原型，然后在2022年底完成一個(gè)實(shí)際尺寸的原型。2023年下半年，第一艘裝有氨動(dòng)力燃料電池的船將把挪威船務(wù)公司艾德斯維克（Eidesvik）旗下的供應(yīng)船“維京能源”號(hào)（VikingEnergy）出海。之后，其他類型的船只，如貨船，將配備氨動(dòng)力燃料電池。

氨的未來潛力

氨由ShipFC財(cái)團(tuán)的合伙人YARA提供。這家化工公司目前生產(chǎn)的氨占全世界使用量的三分之一。ShipFC項(xiàng)目使用“綠色”氨，即從可再生能源生產(chǎn)的氨。

ShipFC正為一艘此前被低估的能源航母打開重大機(jī)遇。IMM研究員GuntherKolb闡述道：“我們認(rèn)為氨不是氫的直接競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，而是可持續(xù)能源領(lǐng)域的一個(gè)額外選擇。憑借其儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)，這項(xiàng)環(huán)保發(fā)電技術(shù)肯定能發(fā)揮作用。在船上使用它只是一個(gè)開始?！?/p>

氨的潛力也得到了政治層面的認(rèn)可，歐盟為ShipFC項(xiàng)目提供了1000萬歐元的財(cái)政支持。