Željezni prah kao nositelj energije: Nova primjena u razvoju

Gvozdeni prah dugo se koristi kao industrijski materijal u metalurgiji praha, zavarivanju, materijalima za trenje, kemijskoj obradi, magnetnim materijalima i drugim primjenama.

Različita upotreba željeznog praha sada privlači pažnju istraživača i tehnoloških tvrtki: korištenje željeza kao nositelja energije.

Koncept se temelji na jednostavnom ciklusu. Gvozdeni prah reagira s kisikom i oslobađa toplinu. Nakon toga se dobiveni željezni oksid može ponovno redukirati u željezo koje se može ponovno koristiti.

Istraživanja i pilotni projekti istražuju može li ovaj ciklus pružiti praktičan način skladištenja i transporta energije.

Kako željezno gorivo djeluje?

Kada su fine čestice željeza izložene kisika na dovoljno visokim temperaturama, one se oksidiraju i oslobađaju toplinu.

Glavna reakcija proizvodi željezni oksid umjesto ugljičnog dioksida koji se povezuje s konvencionalnim fosilnim gorivima.

Osnovni ciklus može se opisati kao:

Željezo → Željezni oksid → Željezo

Nakon sagorevanja, željezni oksid se može prikupiti i vratiti u metalno željezo.

To daje željeznom prahu potencijalnu ulogu kao nosioca energije za recikliranje, a ne samo kao konvencionalnom gorivu.

Međutim, ukupna korist za okoliš ovisi o tome kako se smanjuje željezni oksid. Ako se proces smanjenja oslanja na fosilnu energiju, ugljični otisak cijelog ciklusa ostaće značajan.

Uloga vodika

U skladu s člankom 3. stavkom 1.

U skladu s člankom 3. stavkom 1. To povezuje tehnologiju željeznog goriva s razvojem u zelenoj vodoniku i proizvodnji željeza s niskim udjelom ugljika.

Stoga se koncept razlikuje od jednostavnog spaljivanja željeznog praha.

Cilj je uspostaviti ciklus u kojem se željezo može proizvoditi uz pomoć energije s niskim udjelom ugljika, koja se koristi za oslobađanje energije kada je potrebna, a zatim se regenerira iz dobivenog oksida.

Zašto je veličina čestica važna

Gvozdeni prah se ponaša drugačije od gvožđa u raspoloženom stanju.

Fine čestice imaju mnogo veću površinu u odnosu na njihovu masu, što omogućuje lakše oksidaciju. To čini veličinu čestica važnim čimbenikom u sagorevanju željeznog praha.

Istraživači proučavaju nekoliko karakteristika, uključujući:

• Veličina čestica

• Temperatura paljenja

• Temperatura izgaranja

• Brzina sagorevanja

· Oksiđivanje

· Morfologija čestica

Ova svojstva mogu utjecati na brzinu paljenja praha, učinkovitost paljenja i na način kontrole procesa sagorevanja.

Distribucija veličine čestica je također važna. U slučaju da se u skladu s člankom 6. stavkom 1. točkom (a) ovog članka ne primjenjuje, to se može smatrati da je primjenljivo.

Istraživanje je još u početnoj fazi

Tehnologija željeznog goriva još uvijek se razvija i ne bi se trebala smatrati izravnom zamjenom za uspostavljene izvore energije.

U skladu s člankom 3. stavkom 1.

· Troškovi proizvodnje željeznog praha

· Stabilnost u sagorevanju

· Prikupljanje željeznog oksida nakon sagorevanja

· Smanjenje učinkovitosti

· Potrošnja energije tijekom regeneracije

· Troškovi i dostupnost vodika s niskim udjelom ugljika

Ekonomska učinkovitost cijelog ciklusa željeza na željezo konačno će odrediti može li se tehnologija koristiti u komercijalnom obimu.

Zbog toga se trenutno istraživanje ne usredotočuje samo na sagorevanje, već i na cijeli ciklus od proizvodnje i sagorevanja željeza do prikupljanja i regeneracije oksida.

Novi pogled na željezni prah

Razvoj tehnologije željeznog goriva vrijedi pratiti jer proširuje potencijalnu ulogu željeznog praha izvan konvencionalne proizvodnje.

Već desetljećima se gvožđe u prahu uglavnom koristi za proizvodnju komponenti ili za potporu industrijskim procesima.

Energetski sektor predstavlja drugu mogućnost: željezni prah bi također mogao služiti kao medij za skladištenje i transport energije.

To ne znači da je aplikacija već veliko komercijalno tržište. Trenutno je to i dalje tehnologija u razvoju s značajnim tehničkim i ekonomskim pitanjima koja se moraju riješiti.

Međutim, napredak u obnovljivoj energiji, zelenom vodiku, proizvodnji željeza s niskim udjelom ugljika i preradi praha mogao bi stvoriti nove mogućnosti za ovo područje.

U skladu s člankom 3. stavkom 1. točkom (a) Uredbe (EZ) br. 1225/2009 Komisija je odlučila da se primjenjuje sljedeća pravila:

Veličina čestica, morfologija, stanje površine, oksidacijsko ponašanje i kemijski sastav mogu utjecati na djelovanje željeznog praha.

Kako se istraživanja nastavljaju, industrija će bolje razumjeti koje karakteristike praha su potrebne za učinkovite i kontrolirane sustave željeznog goriva.

Željezni prah može imati još jednu ulogu izvan metalurgije praha. Potencijal energije za recikliranje još se proučava, ali to je područje na koje je vrijedno paziti dok se svjetski energetski sustav kreće prema tehnologijama s nižim udjelom ugljika.