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可利用厕纸发电的新型SOFC

时间:2017-10-13 08:40:01来源:中国氢能源网

  据国外网站报道:近日,荷兰阿姆斯特丹大学(UvA)非均相催化与可持续化学研究团队联合乌得勒支大学哥白尼可持续发展研究所研究人员,开发了一款新型的可利用厕纸发电的固体氧化物燃料电池(SOFC)。研究成果日前已以“Converting waste toilet paper to electricity: A first-stage techno-economic feasibility study”为题发表在了《Energy Technology》杂志上(DOI: 10.1002/ente.201700247)。

论文中,研究人员对厕纸发电固体氧化物燃料电池技术的可行性及经济性进行了综合分析,并基于质量和能量平衡理论,介绍了基本系统设计方法及新型系统发电量与总体发电效率。

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众所周知,厕纸(Waste toilet paperWTP)富含碳素纤维(约70%-80%的成份为纤维素),而在日常生活中通常都被当成废物遗弃,很少有人会在意它的潜在利用价值。据统计,西欧地区的人们人均每年会产生10-14千克的废弃厕纸,这些废弃厕纸极易积累在城市污水过滤器中,堵塞下水道并且造成污染。为避免污染,污水处理厂要花费大概70欧元/吨的成本来处理这些浸淫在污水中的废纸。

此外,阿姆斯特丹地区每年大约会生产10000吨废旧厕纸,若加以处理,可足以为该地区6400户家庭提供电力供应。新技术的开发,利用厕纸发电,成本低廉,真正实现了变废为宝

厕纸中纤维素来源于树叶,利用其发电清洁、可再生。以往利用植物本身获取纤维素会受到时节的影响,只有在作物收割后才可能大批量获取植物秸秆等,不可持续性获得;而人类每天都会产生大量的废纸,利用其发电,具备可持续性。

该项目由阿姆斯特丹可持续化学研究所Gadi Rothenberg教授、阿姆斯特丹大学范特霍夫分子科学研究所Bob van de Zwaan教授领衔,他们利用两步法,提出了将厕所卫生纸通过气化+高温固态氧化物燃料电池的两个步骤转化为电力的方法。

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报道称,利用厕纸发电综合效率可达57%,接近目前天然气联合循环发电装置的发电效率。全生命周期平均成本为20.3美分/千瓦时。研究人员分析认为,随着技术的成熟和应用范围的扩大,发电成本有望降至11美分/千瓦时。

Gadi Rothenberg教授课题组在读硕士Els van der Roest通过实验验证了上述两步法转化技术上可行。但目前该系统仍存在成本过高的问题,其中成本主要来自于高温燃料电池的成本。

Rothenberg教授也表示,废纸循环发电技术在未来存在着广泛的市场前景。但目前尚未有荷兰企业或者政府当局愿意投资来促进该技术的进一步发展。目前,该团队正考虑将这一技术向海外推广。据Rothenberg透露,世界上第一个厕纸发电厂极有可能落户中国。

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