Titlul proiectului: Cum ar putea o instalație de hidrogen să reducă emisiile la nivel local

Echipa: HyLite

Colegiul St Muredach's   Ballina   Irlanda   4 Vârsta elevului: 16-17 ani

Modul în care un câmp eolian propus, cu o instalație de hidrogen atașată, va aduce beneficii climei locale prin furnizarea de energie cu emisii reduse.

Proiectul nostru s-a axat pe explorarea unor soluții alternative pentru combaterea schimbărilor climatice prin investigarea potențialului instalațiilor de hidrogen și al turbinelor eoliene ca sursă de energie curată. Am vrut să testăm puterea unei centrale pe bază de hidrogen alimentate de o turbină eoliană, așa că am efectuat experimente cu un model miniatural și l-am comparat cu o turbină și o centrală pe bază de hidrogen de dimensiuni normale, în mărime naturală.

Pentru a ne ajuta în cercetarea noastră, am contactat Mercury Renewables, o companie de energie durabilă, și un cercetător postuniversitar asociat cu proiectul, Jochelle Ma Lois La Guipo, care ne-a oferit informații valoroase și asistență pentru întrebările noastre. Am considerat că centralele pe bază de hidrogen reprezintă o soluție promițătoare pentru reducerea emisiilor de carbon pe scară largă și pot oferi oportunități economice comunității locale.

Ipoteza noastră a fost că instalațiile de hidrogen ecologic, alimentate de surse de energie regenerabilă, cum ar fi energia eoliană și solară, ar putea reduce semnificativ emisiile în comparație cu metodele tradiționale de producție a hidrogenului pe bază de combustibili fosili. Mai mult, pilele de combustie pe bază de hidrogen, alimentate de acest hidrogen regenerabil, ar putea servi drept alternativă curată la combustibilii fosili pentru alimentarea vehiculelor și echipamentelor, contribuind la atenuarea impactului schimbărilor climatice.

Pentru a ne testa ipoteza, am asamblat versiunea miniaturală a instalației de hidrogen și am monitorizat deplasarea apei, producția de energie și producția de hidrogen în timpul funcționării sistemului. Precauțiile de siguranță au fost primordiale din cauza naturii inflamabile a hidrogenului și a dificultății de detectare a acestuia în cazul unei scurgeri.

Investigația noastră a arătat că producția de hidrogen ecologic folosind energia eoliană poate fi într-adevăr o modalitate eficientă și rentabilă de a produce energie curată. Modelul nostru a demonstrat că producția de hidrogen poate fi susținută prin furnizarea continuă de energie eoliană pentru a alimenta celula de combustie reversibilă. Modelul a arătat, de asemenea, potențialul pilelor de combustie cu hidrogen de a servi drept alternativă curată la combustibilii fosili pentru alimentarea vehiculelor și echipamentelor.

Am construit o versiune miniaturală a câmpului eolian și a instalației de hidrogen și am colectat date privind producția de energie, producția de hidrogen și alți parametri cheie. Apoi am comparat datele noastre cu cifrele publicate pentru centralele de hidrogen de dimensiuni normale, inclusiv cu una care a fost utilizată ca punct de referință pentru analiza noastră.

Experimentul nostru a arătat că mini-usina de hidrogen a produs o cantitate mică de hidrogen, de 6 cm3 pe oră, cu o putere de ieșire redusă de 0,048 wați pe secundă. Timpul în care celula de combustie a putut funcționa după o oră de producere a hidrogenului a fost de numai 3,5 minute, iar cantitatea de energie electrică produsă după o oră de producere a hidrogenului a fost de 4,41 wați.

În schimb, instalația mare de hidrogen a produs o cantitate mult mai mare de hidrogen, cu 71 347 cm3 pe oră, ceea ce reprezintă o îmbunătățire semnificativă față de instalația mini. Puterea turbinei a fost, de asemenea, mult mai mare, de 570,776 wați pe secundă, reflectând scara mai mare a centralei. Durata de funcționare a pilei de combustie după o oră de producere a hidrogenului a fost estimată la 2 497 144 minute, iar cantitatea de energie electrică produsă după o oră de producere a hidrogenului a fost estimată la 3 146 401,44 wați.

Comparația dintre cele două centrale demonstrează beneficiile potențiale ale creșterii producției de hidrogen, deoarece poate duce la producerea unor cantități semnificativ mai mari de hidrogen și la generarea de energie electrică.

Investigația noastră a oferit informații valoroase despre potențialul hidrogenului ca sursă de energie curată și o potențială soluție la problema reducerii emisiilor, dar și a satisfacerii nevoilor noastre de energie.

Privind spre viitor, credem că investigația noastră ar putea fi îmbunătățită prin efectuarea unor teste mai ample și prin colectarea de date pe o perioadă mai lungă de timp. Cu toate acestea, considerăm că am răspuns la întrebarea noastră de cercetare și am oferit un argument puternic pentru beneficiile unui câmp eolian și ale unei centrale pe bază de hidrogen.

Descărcați posterul proiectului PDF

Proiectele sunt create de către echipe și acestea își asumă întreaga responsabilitate pentru datele partajate.
← Toate proiectele