电耐火砖:用热电板使重工业脱碳

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    电耐火砖:用热电板使重工业脱碳
    发布日期:2024-12-16 17:35    点击次数:98

    麻省理工学院旗下的电气化热治理有贪图公司开导出了一种导电耐火砖,不错在阔气高的温度下储存热量,为工业坐蓐提供能源。

    该系统不错在非岑岭时段诈骗低价、清洁的电力,可膨大,并准备通过诈骗零碳电力起首使重工业脱碳。

    工业产热

    水泥、钢铁、化工和造纸等制造业需要大宗的热量,而这些热量频繁是由废弃化石燃料产生的。

    为了减少工业部门的碳萍踪,一些初创公司正在从头想考材料的制造神情,甚而从头设想材料本人。麻省理工学院的学友丹尼尔·斯塔克(Daniel Stack)博士,他正在通过祥和热源本人来治理排放的根底原因。

    电热的阻扰

    自2014年加入麻省理工学院以来,斯塔克一直致力于开导以电力为能源的热电板。这些电板加热非凡设想的陶瓷耐火砖,传统上用于隔热和储热的材料。2021年,他与他东谈主共同创立了电气化热能(Electrtrified Thermal Solutions)公司,该公司一经解说,其电动耐火砖不错有用地储存热量数小时,并通过将空气或气体加热到高达3272华氏度的温度来开释热量,这足以驱动最耗能的工业过程。

    达成3000华氏度以上的温度是电加热行业的一个阻扰,因为它使世界上最难脱碳的一些行业初次草率诈骗可再生能源。它还开启了一种新的低本钱花式,在最便宜、最清洁的时候使用电力。

    电气化供热的经济和环境效益

    斯塔克说:“电气化热能公司领有民众视线,但在好意思国,当年5年里,咱们看到能源价钱出现了一个令东谈主难以置信的契机,故意于天真的电力供应。在通盘国度中部,额外是在风带,很多所在的电价在一年中有20%以上的时刻是负的,而在非岑岭时段电价着落的趋势是一个寰宇性的征象。像Joule Hive热电板这么的本事将使咱们草率赢得这种低价、清洁的电力,并在工业供暖需求的价钱上与化石燃料进行正面竞争,甚而不考虑对表象的积极影响。”

    耐火砖本事的发展与演变

    2014年,斯塔克进入麻省理工学院核科学与工程系攻读硕士学位后,他的谈论计较很快发生了变化。

    斯塔克说:“我来到麻省理工学院,对下一代核反馈堆的谈论感到郁勃,但我确切从第一天起就专注于奈何加热砖块。这不是我所欲望的,但当我和我的导师(首席谈论科学家)查尔斯·福斯伯格(Charles Forsberg)批驳能源存储以及为什么它不仅对核电而且对通盘能源转型皆很有价值时,我意志到莫得什么神情是我更快意从事的。”

    耐火砖是一种无边存在的低价粘土砖,几千年来一直用于壁炉和烤箱。2017年,Forsberg和Stack共同撰写了一篇论文,展示了耐火砖储存可再生资源热量的后劲,但该系统仍然使用电阻加热器 —— 就像烤面包机和空间加热器中的金属线圈 —— 这适度了它的温度输出。

    在他的博士责任中,斯塔克和福斯伯格通盘制作了导电耐火砖,取代了电阻加热器,这么砖就能径直产生热量。

    斯塔克解释说:“电热器是最大的适度因素:它们废弃得太快,会坏掉,温度不够高。”“咱们的见识是跳过加热器,因为耐火砖本人是曲常便宜、丰富的材料,不错达到火焰般的温度,并在那处吊挂数天。”

    福斯伯格和斯塔克斯通过颐养传统耐火砖的化学身分,制造出了导电耐火砖。电气化热能公司的砖与现存的耐火砖有98%的相似之处,况兼使用沟通的工艺坐蓐,使现存的制造商草率以便宜的价钱坐蓐它们。

    营业化及影响

    在博士课程行将收尾时,斯塔克意志到这项发明不错营业化。他开动在麻省理工学院斯隆不停学院上课,并花时刻在麻省理工学院创业马丁相信中心。他还参加了StartMIT神情和I-Corps神情,并得到了好意思国能源部和麻省理工学院创业指点业绩(VMS)的复旧。

    斯塔克说:“通过波士顿的生态系统,麻省理工学院的生态系统,在能源部的匡助下,咱们草率从麻省理工学院的执行室推出这个神情。”“咱们研制出的是一种导电耐火砖,咱们称之为电子砖。”

    电气化热能公司将耐火砖阵列封装在绝缘的现成金属盒中。尽管该系统不错笔据最终用途进行高度建立,但该公司的圭臬系统不错网罗和开释约5兆瓦的能量,并存储约25兆瓦时的能量。

    该公司一经展示了其系统产生高温的才气,并在马萨诸塞州梅德福的总部轮回使用该系统。这项责任整个为电气化热能公司赢得了4000万好意思元的资金,这些资金来自能源部各办公室,用于扩大本事领域,并与制造商互助。

    斯塔克说:“与其他电加热比较,咱们不错比阛阓上任何其他治理有贪图运行得更热,使用寿命更长。”“这意味着在很多无法脱碳的工业场面取代化石燃料。”

    明天标的和民众影响

    电气化热力公司正在与数百家工业公司互助,包括水泥、钢铁、玻璃、基础和特种化学品、食物和饮料、纸浆和纸张的制造商。

    斯塔克说:“工业供暖的挑战影响着阳光下的每个东谈主。”“他们基本上皆有相通的问题,那就所以一种包袱得起的神情赢得热量,并在能源转型中达成零碳排放。”

    该公司当今正在建筑其系统的兆瓦级营业版块,瞻望将在明天7个月内干涉使用。

    斯塔克暗意:“来岁将是该行业的一个热切解说。“咱们将使用营业系统来展示客户需要看到的多样操作点,咱们但愿在本年年底之前在客户网站上运行系统。这将是一项巨大的成就,亦然电加热的第一次,因为阛阓上莫得其他治理有贪图能像咱们这么降温。”

    通过与制造商互助坐蓐耐火砖和外壳,电气化热力公司但愿草率在一个宽广的行业中快速、低本钱地部署其系统。

    斯塔克说:“从一开动,咱们就设想了这些电子砖,以便在现存的供应链和制造过程中快速膨大和快速坐蓐。”“若是你想让重工业脱碳,莫得比把零碳电力财富更正为热能更便宜的程序了。咱们正在寻求成为开释这些才气的要紧本事,在咱们完成能源转型的过程中,民众能泉源量的百分比达到两位数。”



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