Tytuł projektu: Jak fabryka wodoru może zmniejszyć emisje na poziomie lokalnym

Zespół: HyLite

Kolegium Świętego Muredacha   Ballina   Irlandia   4 Wiek ucznia: 16-17 lat

W jaki sposób proponowane pole wiatrowe z dołączoną elektrownią wodorową przyniesie korzyści naszemu lokalnemu klimatowi, zapewniając energię przy zmniejszonej emisji.

Nasz projekt koncentrował się na poszukiwaniu alternatywnych rozwiązań w walce ze zmianami klimatu poprzez zbadanie potencjału elektrowni wodorowych i turbin wiatrowych jako źródła czystej energii. Chcieliśmy przetestować moc wyjściową elektrowni wodorowej zasilanej turbiną wiatrową, więc przeprowadziliśmy eksperymenty z miniaturowym modelem i porównaliśmy go ze zwykłą, pełnowymiarową turbiną i elektrownią wodorową.

Aby pomóc w naszych badaniach, skontaktowaliśmy się z Mercury Renewables, firmą zajmującą się zrównoważoną energią, oraz podyplomowym badaczem związanym z projektem, Jochelle Ma Lois La Guipo, którzy dostarczyli cennych informacji i pomogli w naszych zapytaniach. Wierzyliśmy, że elektrownie wodorowe są obiecującym rozwiązaniem w zakresie redukcji emisji dwutlenku węgla na dużą skalę i mogą zapewnić możliwości ekonomiczne lokalnej społeczności.

Postawiliśmy hipotezę, że ekologiczne elektrownie wodorowe, zasilane odnawialnymi źródłami energii, takimi jak energia wiatrowa i słoneczna, mogą znacznie zmniejszyć emisje w porównaniu z tradycyjnymi metodami produkcji wodoru opartymi na paliwach kopalnych. Co więcej, wodorowe ogniwa paliwowe, zasilane tym odnawialnym wodorem, mogłyby służyć jako czysta alternatywa dla paliw kopalnych do zasilania pojazdów i sprzętu, pomagając złagodzić wpływ zmian klimatycznych.

Aby przetestować naszą hipotezę, zmontowaliśmy miniaturową wersję elektrowni wodorowej i monitorowaliśmy wyporność wody, produkcję energii i wodoru podczas pracy systemu. Środki ostrożności były najważniejsze ze względu na łatwopalny charakter wodoru i jego trudność w wykryciu w przypadku wycieku.

Nasze badania wykazały, że produkcja ekologicznego wodoru z wykorzystaniem energii wiatru może być wydajnym i opłacalnym sposobem wytwarzania czystej energii. Nasz model wykazał, że produkcja wodoru może być podtrzymywana poprzez ciągłe dostarczanie energii wiatrowej do zasilania odwracalnego ogniwa paliwowego. Model wykazał również potencjał wodorowych ogniw paliwowych jako czystej alternatywy dla paliw kopalnych do zasilania pojazdów i urządzeń.

Zbudowaliśmy miniaturową wersję pola wiatrowego i elektrowni wodorowej i zebraliśmy dane dotyczące jej mocy wyjściowej, produkcji wodoru i innych kluczowych wskaźników. Następnie porównaliśmy nasze dane z opublikowanymi danymi dla pełnowymiarowych elektrowni wodorowych, w tym jednej, która posłużyła jako punkt odniesienia dla naszej analizy.

Nasz eksperyment wykazał, że mini elektrownia wodorowa produkowała niewielką ilość wodoru na poziomie 6 cm3 na godzinę, przy niskiej mocy wyjściowej wynoszącej 0,048 wata na sekundę. Czas pracy ogniwa paliwowego po godzinie produkcji wodoru wynosił zaledwie 3,5 minuty, a ilość energii elektrycznej wytworzonej po godzinie produkcji wodoru wynosiła 4,41 wata.

Z kolei duża elektrownia wodorowa produkowała znacznie większą ilość wodoru, wynoszącą 71 347 cm3 na godzinę, co stanowi znaczną poprawę w porównaniu z mini elektrownią. Moc turbiny była również znacznie wyższa i wynosiła 570,776 watów na sekundę, co odzwierciedla większą skalę instalacji. Czas pracy ogniwa paliwowego po godzinie produkcji wodoru oszacowano na 2 497 144 minut, a ilość energii elektrycznej wyprodukowanej po godzinie produkcji wodoru na 3 146 401,44 watów.

Porównanie tych dwóch zakładów pokazuje potencjalne korzyści płynące ze zwiększenia skali produkcji wodoru, ponieważ może to skutkować znacznie większymi ilościami wytwarzanego wodoru i większą ilością wytwarzanej energii elektrycznej.

Nasze badania dostarczyły cennych informacji na temat potencjału wodoru jako źródła czystej energii oraz potencjalnego rozwiązania problemu redukcji emisji przy jednoczesnym zaspokojeniu naszych potrzeb energetycznych.

Patrząc w przyszłość, uważamy, że nasze badanie można ulepszyć, przeprowadzając szersze testy i gromadząc dane przez dłuższy czas. Niemniej jednak uważamy, że odpowiedzieliśmy na nasze pytanie badawcze i przedstawiliśmy mocne argumenty przemawiające za korzyściami płynącymi z pola wiatrowego i elektrowni wodorowej.

Pobierz plakat projektu PDF

Projekty tworzone są przez zespoły i to one biorą pełną odpowiedzialność za udostępniane dane.
← Wszystkie projekty