Блог

May 10, 2023

Водородный топливный элемент мощностью 100 кВт

Стремясь достичь как углеродной нейтральности, так и устойчивого развития

Стремление к достижению как углеродной нейтральности, так и устойчивого экономического роста

Токийский технологический институт

изображение: Фотографии платформы «Водородный топливный элемент 100 кВт — цифровой двойник» для оптимизации конструкции и управления водородным топливным элементом мощностью 100 кВт, который стремится сбалансировать углеродную нейтральность и экономическую выгоду за счет сочетания возобновляемых источников энергии. водород/отходы пластикового водорода.посмотреть больше

Фото: профессор Манабу Ихара из Токийского технологического института.

Консорциум исследований и образования Tokyo Tech InfoSyEnergy, Токийская технологическая академия энергетики и информатики (глава консорциума и директор академии Манабу Ихара, проф.) и несколько компаний, таких как Toshiba Corporation и Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation, совместно разрабатывают платформу. «Водородный топливный элемент 100 кВт — цифровой двойник» для оптимизации конструкции и управления водородным топливным элементом мощностью 100 кВт, который стремится сбалансировать углеродную нейтральность и экономическую выгоду за счет смешивания водорода из возобновляемых источников энергии и водорода из пластиковых отходов. Они установили платформу в здании Tokyo Tech Environmental Energy Innovation (EEI) и начали эксплуатацию платформы.

Ожидается, что водород, вырабатываемый с помощью возобновляемых источников энергии, будет способствовать углеродной нейтральности. Однако в настоящее время внедрение не продвигается так, как ожидалось, по таким причинам, как высокая стоимость электролизера воды и несовместимость размеров электролизеров. Поэтому, чтобы повысить стимулы для внедрения водорода в качестве технологии углеродной нейтральности, эта система производит водород путем подачи электроэнергии от солнечных батарей в здании EEI к электролизёру воды малой мощности. Он также смешивает в соответствующем соотношении водород, полученный из пластиковых отходов (полученный путем термического разложения пластиковых отходов, парового реформинга, реакции сдвига и процесса очистки; Resonac Holdings Corporation) и подает его в водородный топливный элемент. Электроэнергия от топливного элемента будет подаваться в здание EEI и кампус, а отходящее тепло будет подаваться в систему кондиционирования воздуха здания EEI (центральное отопление и охлаждение) для более эффективного использования отходящего тепла.

Стремясь к углеродной нейтральности и устойчивому экономическому росту, эта система является первой в мире, которая смешивает водород из возобновляемых источников энергии и водород из отходов пластика, подает смесь в топливный элемент и подключает ее к системе кондиционирования здания для более эффективного использования электроэнергии. и тепло. В дальнейшем они стремятся создать модель использования городской водородной энергии, которая соответствующим образом смешивает и оптимизирует глобальный и локальный водород.

Система подключена к интеллектуальной энергетической системе Ene-Swallow®, которая осуществляет контроль пиковых нагрузок в кампусе Окаяма Токийского технологического института (Tokyo Tech). Его подробные данные о работе в режиме реального времени накапливаются в базе данных и используются в качестве больших данных в области энергетики для совместных исследований и образования между промышленностью и научными кругами. Кроме того, соотношение смешивания водорода из возобновляемых источников энергии и водорода из отходов пластика, подаваемого в топливный элемент, можно контролировать в режиме реального времени с помощью Ene-Swallow®. В будущем получение подробных данных позволит проектировать и контролировать мощность устройства системы. Являясь углеродно-нейтральным цифровым двойником (Ene-Swallow® Digital Twin), платформой, которую можно интегрировать и связать с целью достижения углеродно-нейтрального и устойчивого экономического роста, они будут работать над дальнейшим развитием и продвижением в рамках исследований и разработок «Углеродного -нейтральный цифровой двойник с ядром энергетических больших данных» в зоне миссии программы JST-MIRAI «Развитое интеллектуальное информационное общество» (руководитель программы: Эйсаку Маэда).

###

###

О Токийском технологическом институте Токийский технологический институт находится на переднем крае исследований и высшего образования как ведущий университет науки и технологий в Японии. Исследователи Токийского технологического института преуспевают в самых разных областях: от материаловедения до биологии, информатики и физики. Основанная в 1881 году, Tokyo Tech ежегодно принимает более 10 000 студентов и аспирантов, которые становятся научными лидерами и одними из самых востребованных инженеров в промышленности. Воплощая японскую философию «моноцукури», что означает «техническая изобретательность и инновации», Токийское технологическое сообщество стремится внести свой вклад в жизнь общества посредством высокоэффективных исследований.https://www.titech.ac.jp/english/