越来越多的能源消耗需要更清洁、更高效的来源及输送方法。

膜技术不但可减少能源浪费,还能促进清洁制氢。

根据国际能源署和美国能源信息署的数据,到 2040 年,全球能源消费量预计将增长 28% 以上。然而,能源的生产方法对保护地球至关重要,铺张浪费的能源生产工艺会导致气候变化。

Nafion™ 离子交换膜为能源生产提供了一种清洁的解决方案,而唯一的副产物则是水。Nafion™ 膜的另一种用途 — 燃料电池会将氢气转化为电能,以便补充可再生能源产生的间歇性电能,而可再生能源是备受欢迎的碳基能源替代品。但依靠新的能源生产来源只能满足一部分需求 — 过剩的能源储存和分配需要为社会所需的较重负荷提供支持。

科慕积极探索各种战略,通过利用液流电池为大规模能源电网提供支持,促进更高效的能源储存和管理。这些储存装置采用膜技术来帮助电网系统有效地匹配供需。目前和未来的智慧城市和公用事业电网也将使用物联网 (IoT) 来监测能源使用情况。

利用新能源应对气候变化

全世界都在专注于利用清洁能源来减轻温室气体排放对地球的影响。利用风能、太阳能或氢气生产的可再生能源虽然对环境的危害较小,但也存在其他风险。太阳能和风能发电依赖于持续的可用性,而制氢仍然效率低下且成本高昂。

由于 Nafion™ 膜的厚度、导电性、强度和化学耐用性都十分出色,工程师和设计师特意将其选用为生产燃料电池的必需品。Nafion™ 离子交换膜、分散剂和树脂在三个应对诸多挑战的转型清洁能源行业领域中发挥着重要作用:燃料电池、制氢和能源储存。

燃料电池

燃料电池或电化学电池利用电化学反应,将化学能从燃料(通常是氢和氧)转化为电能。工程师和设计师均指定使用 Nafion™ 膜,因其厚度、导电性、强度和化学耐用性都十分出色。

制氢

对清洁能源日益增长的需求使得人们十分关注制氢。创新者大胆设想,未来的社会将使用氢燃料取暖、为汽车提供动力以及储存和运输能源。虽然这些氢燃料电池有望实现清洁燃料的目标,但目前的生产方法依赖于化石燃料,而化石燃料会产生温室气体排放,导致气候变化。

通过水电解制成的氢气提供了一种可持续的替代品。在电化学电池中使用 Nafion™ 离子交换膜是一种十分环保的方法,可在没有二氧化碳排放的情况下产生大量氢气。适用于燃料电池的 Nafion™ 膜有助于:

  • 减少生产中断
  • 持续保持较高的产出
  • 促进实现环境可持续发展的制氢解决方案

能源储存

随着人口、能源消耗率以及对可再生能源需求的增加,对可靠能源储存的需求也会增加。公用事业将能源储存在流动电池中,以便在用电高峰期进行分配,从而稳定现有电网的能源流动,并且平衡可再生能源的可变性质。

利用 Nafion™ 膜制成的流动电池提供了安全、经济且可持续的储存解决方案。Nafion™ 膜具有出色的耐用性和理想厚度,可为大规模能源储存中使用的液流电池提高性能。电化学电池的作用与燃料电池或可充电电池一样,因此 Nafion™ 膜使电池能够在连续的能源生产循环下保持关键性能。

支持油气作业

世界上的许多能源供应都依赖于化石燃料。如今,在开采良好的区域越来越难发现大量的石油和天然气,新的勘探工作仍在偏远、充满挑战的深水位置和北极地区继续进行。在极端的井底环境中,租赁各种设备以及为人员提供住宿会增加开支。设备必须在高温高压下可靠运行,同时还要能抵抗刺激性化学物质的影响。当设备发生故障和意外停机时间时,成本会迅速增加。仅四天的意外停机时间就可能让一家油气公司损失约 500 万美元2、3

科慕可以帮助生产商减少停机时间,优化设备使用情况。本公司的 Viton™ 氟橡胶Krytox™ 润滑油和润滑脂以及 Teflon™ 氟聚合物有助于保持设备正常运行,从而保护设备免受高温、高压和腐蚀性液体的损害。

清洁能源:流经未来

创新性的能源生产、储存和输送可能会影响其他行业的发展步伐。一旦这些燃料来源可轻松获得且价格实惠,制造商将生产更多的电动力和氢动力车辆。越来越多智慧城市将依靠电网和电表来实现高效使用的自动化。化学的力量将有助于提升这些应用以及能源行业的许多其他应用,同时努力减少其对环境的影响。

¹资料来源:https://www.eia.gov/todayinenergy/detail.php?id=32912

²资料来源:https://connectedworld.com/make-data-the-new-oil-iiot-enabled-predictive-maintenance-for-the-oil-and-gas-industry/

³资料来源:https://www.bhge.com/sites/default/files/2017-12/impact-of-digital-on-unplanned-downtime-study.pdf