کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6679497 1427940 2018 28 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Recyclable metal fuels for clean and compact zero-carbon power
ترجمه فارسی عنوان
سوخت های قابل بازیافت فلزی برای قدرت و انرژی کم انرژی کربن
کلمات کلیدی
سوخت های فلزی، سوخت های خورشیدی، الکترود اقتصاد کم کربن، واکنش آب فلزی، تولید هیدروژن، شعله های فلزی، موتورهای احتراق داخلی،
ترجمه چکیده
سوخت های فلزی، به عنوان حامل های قابل بازیافت انرژی پاک، جایگزین های قابل استفاده برای سوخت های فسیلی در یک اقتصاد آینده با کمبود کربن هستند. سوختهای فسیلی یک منبع مناسب و به طور گسترده ای از انرژی خورشیدی ذخیره شده هستند که جامعه مدرن ما را فعال کرده اند؛ با این حال، تولید سوخت فسیلی به طور مداوم نمی تواند با افزایش تقاضای انرژی ادامه یابد، در حالیکه انتشار دی اکسید کربن از احتراق سوخت فسیلی باعث تغییرات آب و هوایی می شود. حامل انرژی کم کربن با تراکم انرژی بالا برای جایگزینی نقش چند ضروری سوخت های فسیلی، از جمله تولید برق و حرارتی، برای تأمین ناوگان حمل و نقل و تجارت جهانی انرژی مورد نیاز است. فلزات دارای تراکم انرژی بالا هستند و بنابراین فلزات در میان بسیاری از باتری ها، مواد پر انرژی و مواد سوختی سوخت می گیرند. سوخت های فلزی را می توان با هوا سوزانده و یا با آب واکنش داد تا انرژی شیمیائی خود را در محدوده مقادیر تولید انرژی تولید کنند. محصولات احتراق فلزی اکسید جامد هستند که می توان آنها را اسیر کرد و سپس با استفاده از فرایندهای الکترولیز صفر کربن بوسیله انرژی پاک به کار گرفته می شود و می توان فلزات را به عنوان سوخت های قابل بازیافت از انرژی خورشیدی زغال سنگ قابل بازیافت یا الکتریکی استفاده کرد. یک مانع کلیدی تکنولوژیکی برای افزایش استفاده از سوخت های فلزی، کمبود فعلی فنآوری سوخت موتور / راکتور / موتور برای تبدیل انرژی شیمیایی در سوخت های فلزی به موتور یا انرژی الکتریکی است. این مقاله به بررسی مفهوم سوخت های فلزی با کربن می پردازد و وضعیت فعلی دانش ما را در مورد واکنش سوخت های فلزی با آب خلاصه می کند تا هیدروژن داغ را به صورت تقاضا تولید کند و احتراق سوخت های فلزی با هوا در شعله های لمینار و آشفته. بسیاری از سوالات مهم در مورد فرایندهای احتراق سوخت فلزات همچنان بدون پاسخ باقی می مانند، همچنین سوالات مربوط به راندمان چرخه انرژی و اثرات زیست محیطی و اقتصاد فلزات به عنوان سوخت های قابل بازیافت می باشد. سوخت های فلزی می تواند یک گزینه مهم فناوری در یک جامعه با کمبود کربن آینده باشد و برای پاسخگویی به این سوالات باز هم توجه ویژه ای داشته باشد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی مهندسی شیمی (عمومی)
پیش نمایش مقاله
سوخت های قابل بازیافت فلزی برای قدرت و انرژی کم انرژی کربن
چکیده انگلیسی
Metal fuels, as recyclable carriers of clean energy, are promising alternatives to fossil fuels in a future low-carbon economy. Fossil fuels are a convenient and widely-available source of stored solar energy that have enabled our modern society; however, fossil-fuel production cannot perpetually keep up with increasing energy demand, while carbon dioxide emissions from fossil-fuel combustion cause climate change. Low-carbon energy carriers, with high energy density, are needed to replace the multiple indispensable roles of fossil fuels, including for electrical and thermal power generation, for powering transportation fleets, and for global energy trade. Metals have high energy densities and metals are, therefore, fuels within many batteries, energetic materials, and propellants. Metal fuels can be burned with air or reacted with water to release their chemical energy at a range of power-generation scales. The metal-oxide combustion products are solids that can be captured and then be recycled using zero-carbon electrolysis processes powered by clean energy, enabling metals to be used as recyclable zero-carbon solar fuels or electrofuels. A key technological barrier to the increased use of metal fuels is the current lack of clean and efficient combustor/reactor/engine technologies to convert the chemical energy in metal fuels into motive or electrical power (energy). This paper overviews the concept of low-carbon metal fuels and summarizes the current state of our knowledge regarding the reaction of metal fuels with water, to produce hot hydrogen on demand, and the combustion of metal fuels with air in laminar and turbulent flames. Many important questions regarding metal-fuel combustion processes remain unanswered, as do questions concerning the energy-cycle efficiency and life-cycle environmental impacts and economics of metals as recyclable fuels. Metal fuels can be an important technology option within a future low-carbon society and deserve focused attention to address these open questions.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Progress in Energy and Combustion Science - Volume 68, September 2018, Pages 169-196
نویسندگان
,