美國能源部(DOE)化石能源辦公室(Fossil Energy Office)投資400萬美元聯(lián)邦資金,用于四個(gè)國家實(shí)驗(yàn)室主導(dǎo)的研究和開發(fā)項(xiàng)目,以確定通過空氣分離生產(chǎn)氧氣的新概念和新技術(shù),用于靈活、模塊化的氣化系統(tǒng)。
這些項(xiàng)目得到了國家實(shí)驗(yàn)室研究的支持:2018年6月發(fā)布的“用于生產(chǎn)氧氣的先進(jìn)空氣分離概念和技術(shù)支持”。目標(biāo)是開發(fā)空氣分離技術(shù),用于先進(jìn)的基于化石能源的模塊化能源系統(tǒng),這些系統(tǒng)將在實(shí)現(xiàn)具有成本競(jìng)爭力、接近零排放的煤基發(fā)電方面取得進(jìn)展。開發(fā)的空氣分離技術(shù)最終可應(yīng)用于煤炭、小型(1-5 MWe)模塊化氣化發(fā)電廠。
美國國家能源技術(shù)實(shí)驗(yàn)室(NETL)是美國能源部下屬的一個(gè)多功能實(shí)驗(yàn)室,其研究重點(diǎn)反映了美國乃至全球在能源領(lǐng)域的前沿技術(shù)和發(fā)展方向,其將負(fù)責(zé)研究和開發(fā)項(xiàng)目的管理,具體如下:
“使用新型混合基質(zhì)膜從空氣中進(jìn)行高級(jí)氧氣分離”—— 愛達(dá)荷國家實(shí)驗(yàn)室(Idaho Falls, ID)打算創(chuàng)造一種耐用、高性能的膜材料,利用氧氣/氮?dú)怙@著推進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)-選擇性聚合物材料,通過包含化學(xué)可定制且耐用的納米顆粒,最大限度地減少或消除其性能損失。
“高選擇性和高通量碳分子篩基于中空纖維膜的模塊化空分裝置,用于生產(chǎn)高純度氧氣”—— 洛斯阿拉莫斯國家實(shí)驗(yàn)室(Los Alamos,NM)打算開發(fā)和論證一種模塊化空氣分離裝置,使用具有氧氣/氮?dú)膺x擇性的新型膜來生產(chǎn)高純度氧氣。該設(shè)計(jì)將進(jìn)行優(yōu)化,以最大限度地減少壓縮/真空需求和能量損失,從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能模塊化空分裝置與模塊化1-5MWe氣化系統(tǒng)集成。
“用于高效空氣分離的磁熱氧氣液化系統(tǒng)”—— 太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室(Richland, WA)的目標(biāo)是探索磁熱技術(shù)替代壓縮強(qiáng)度高的低溫空分裝置的可行性。一旦論證了技術(shù)的可行性,將進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析,以驗(yàn)證經(jīng)濟(jì)可行性。
“通過混合導(dǎo)電雙相技術(shù)實(shí)現(xiàn)壓力驅(qū)動(dòng)氧氣分離”—— 太平洋西北國家實(shí)驗(yàn)室(Richland, WA)計(jì)劃開發(fā)一種模塊化空分裝置,使用一種沉積在多孔支架上的薄混合導(dǎo)電兩相復(fù)合材料,每天可產(chǎn)生10噸氧氣,以最大限度地使氧氣通過膜的滲透性最大化。
美國能源部化石能源辦公室資助研究和發(fā)展項(xiàng)目,以降低先進(jìn)化石能源技術(shù)的風(fēng)險(xiǎn)和成本,進(jìn)一步促進(jìn)國家化石資源的可持續(xù)利用。