欧洲开发基于氨气的船用高温燃料电池

海运是重油燃料消耗大户，也是二氧化碳排放大户，世界各地科学家都在测试可替代重油燃料的解决方案。弗朗恩霍夫微技术和微系统研究所（IMM）与欧洲合作伙正在开发使用氨气的燃料电池。科研人员认为氨气作为船舶电力发动机的燃料，将和氢气一样“绿色”，同时在操作上更加安全、简便。该项目是IMM研究所与欧洲其他13个合作伙伴共同开展的ShipFC项目，开发世界上第一个用于船舶的氨基燃料电池（IMM研究所负责催化剂部分）。目前项目得到了欧盟1000万欧元的支持。

IMM所副所长兼能源部负责人Gunther Kolb教授介绍氨气优势表示，“氨对比氢有明显优势。氢气必须在零下253摄氏度以液体形式或在700bar压力下以高压气体形式储存。而氨气则可在常压下零下33摄氏度或+20摄氏度9bar压力下液化。这将使能源的存储、运输更加容易和简化”

项目的原理为，第一步在裂解反应器中将氨气（NH3）分解为氮气和氢气。混合气体中含75%的氢气，同时保留微量未分解的氨气(ppm，百万分之一)。第二步将混合气体注入燃料电池，氢气燃烧生成电能，但电池中氢没有完全转化。约12%剩余氢气和残余的氨气从燃料电池中排出，进入特定反应器，向反应器中加入由IMM研究所开发的催化剂，发生化学反应，最后产物为水和氮气。如果反应充分，几乎不会产生有害环境的氮氧化合物。反应过程如下图：

弗朗恩霍夫研究小组有望2021年底开发出原型机，2022年底开发出最终尺寸的样机。预计2023年下半年，第一艘装载了氨燃料电池动力的船舶下海试航，即挪威Eidesvik航运的补给船Viking Energy。ShipFC项目所需的氨由亚拉国际（Yara）提供，该公司生产了世界所需氨的三分之一。获取更多前沿科技 研究访问：https://byteclicks.com