A projekt címe: Hogyan csökkenthetné egy hidrogénüzem a kibocsátást helyben?

Csapat: HyLite

Szent Muredach Kollégium   Ballina   Írország   4 A diák életkora: 16-17 évesek

Hogyan fog a javasolt szélerőmű a hozzá kapcsolódó hidrogénművel a helyi éghajlat javára válni azáltal, hogy csökkentett kibocsátású energiát biztosít.

Projektünk az éghajlatváltozás elleni küzdelem alternatív megoldásainak feltárására összpontosított, a hidrogénüzemekben és a szélturbinákban, mint tiszta energiaforrásokban rejlő lehetőségek vizsgálatával. Szerettük volna tesztelni egy szélturbinával hajtott hidrogénerőmű teljesítményét, ezért kísérleteket végeztünk egy miniatűr modellel, és összehasonlítottuk egy hagyományos, teljes méretű turbinával és hidrogénerőművel.

Kutatásunk segítése érdekében felvettük a kapcsolatot a Mercury Renewables fenntartható energiával foglalkozó vállalattal és a projekthez kapcsolódó posztgraduális kutatóval, Jochelle Ma Lois La Guipóval, aki értékes információkkal és segítséggel szolgált kérdéseinkkel kapcsolatban. Úgy véltük, hogy a hidrogénerőművek ígéretes megoldást jelentenek a szén-dioxid-kibocsátás nagyarányú csökkentésére, és gazdasági lehetőségeket biztosíthatnak a helyi közösség számára.

Hipotézisünk az volt, hogy a megújuló energiaforrásokkal, például szél- és napenergiával működő zöld hidrogénüzemek jelentősen csökkenthetik a kibocsátást a hagyományos, fosszilis tüzelőanyag-alapú hidrogéngyártási módszerekhez képest. Ezen túlmenően az ilyen megújuló hidrogénnel működő hidrogén üzemanyagcellák a fosszilis tüzelőanyagok tiszta alternatívájaként szolgálhatnának a járművek és berendezések meghajtására, segítve ezzel az éghajlatváltozás hatásainak mérséklését.

Hipotézisünk teszteléséhez összeállítottuk a hidrogénüzem miniatűr változatát, és a rendszer működése közben figyelemmel kísértük a vízkiszorítást, az energiatermelést és a hidrogéntermelést. A biztonsági óvintézkedések a hidrogén gyúlékony természete és szivárgás esetén nehezen kimutatható volta miatt kiemelten fontosak voltak.

Vizsgálatunk kimutatta, hogy a szélerőművek segítségével történő zöld hidrogén előállítása valóban hatékony és költséghatékony módja lehet a tiszta energia előállításának. Modellünk bebizonyította, hogy a hidrogéntermelés fenntartható a reverzibilis üzemanyagcella működtetéséhez szükséges folyamatos szélenergia-ellátás révén. A modell azt is megmutatta, hogy a hidrogén üzemanyagcellák a fosszilis tüzelőanyagok tiszta alternatívájaként szolgálhatnak a járművek és berendezések meghajtására.

Megépítettük a szélerőmű és a hidrogénüzem miniatűr változatát, és adatokat gyűjtöttünk a teljesítményről, a hidrogéntermelésről és más kulcsfontosságú mérőszámokról. Ezután összehasonlítottuk az adatainkat a teljes méretű hidrogénerőművekre vonatkozó közzétett adatokkal, köztük azzal, amelyet az elemzésünkhöz viszonyítási alapként használtunk.

Kísérletünk során megállapítottuk, hogy a mini hidrogénüzem kis mennyiségű hidrogént termelt, 6 cm3 óránként, alacsony, 0,048 watt/másodperc teljesítmény mellett. Az üzemanyagcella egy óra hidrogéntermelés után mindössze 3,5 percig tudott működni, és az egy óra hidrogéntermelés után termelt villamos energia mennyisége 4,41 watt volt.

Ezzel szemben a nagy hidrogénüzem sokkal nagyobb mennyiségű hidrogént állított elő, 71 347 cm3 óránként, ami jelentős javulást jelent a miniüzemhez képest. A turbina teljesítménye is sokkal nagyobb volt, 570,776 watt másodpercenként, ami az üzem nagyobb méretét tükrözi. Az üzemanyagcella egy óra hidrogéntermelés után 2 497 144 percre, az egy óra hidrogéntermelés után termelt villamos energia mennyisége pedig 3 146 401,44 wattra becsülhető.

A két erőmű összehasonlítása jól mutatja a hidrogéntermelés méretnövelésének potenciális előnyeit, mivel ez lényegesen nagyobb mennyiségű hidrogén előállítását és több villamos energia termelését eredményezheti.

Vizsgálatunk értékes betekintést nyújtott a hidrogénben, mint tiszta energiaforrásban rejlő lehetőségekbe, és a kibocsátáscsökkentés problémájának lehetséges megoldásába, miközben energiaszükségleteinket is kielégítjük.

A jövőre nézve úgy véljük, hogy vizsgálatunkat tovább lehetne fejleszteni, ha kiterjedtebb vizsgálatokat végeznénk, és hosszabb időn keresztül gyűjtenénk adatokat. Mindazonáltal úgy érezzük, hogy megválaszoltuk a kutatási kérdésünket, és meggyőző érveket szolgáltattunk a szélmező és a hidrogénüzem előnyei mellett.

Projektplakát letöltése PDF

A projekteket a csapatok hozzák létre, és teljes felelősséget vállalnak a megosztott adatokért.
← Minden projekt