Transitioning the power generation sector to hydrogen
将发电行业转向氢能
基本信息
- 批准号:557528-2020
- 负责人:
- 金额:$ 6.88万
- 依托单位:
- 依托单位国家:加拿大
- 项目类别:Alliance Grants
- 财政年份:2020
- 资助国家:加拿大
- 起止时间:2020-01-01 至 2021-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Canada has committed to transitioning away from fossil fuels to a low-carbon economy in order to mitigate climate change. A key challenge of this energy transition is the need to store renewable energy, from solar, wind and hydroelectric resources, for use in off-grid applications and to provide backup power for when the variable and intermittent power generation systems fall short of demand. The Alternative Fuels Laboratory (AFL) at McGill University is investigating several parallel solutions for addressing this technology gap, including using hydrogen and metals, such as aluminum, as recyclable fuels. The aluminum can store the energy in a compact and safe form and then be reacted with water to produce hydrogen on demand at the point of use. In either scenario, hydrogen is burned in an engine to produce power.
The combustion of hydrogen has been studied for many years, but several open research questions remain. The first is what is the effect of using hydrogen fuel on the resulting nitrogen oxide (NOx) emissions? This will be addressed in the present project through new laser-diagnostic measurements in the AFL high-pressure laminar-flame facility. These new experiments, along with past research, will be used to develop and validate improved models for the combustion of natural gas blends with hydrogen at engine-relevant pressures. A second question is how does increasing hydrogen content affect the details of flame stabilization in practical devices? This will be addressed by experiments using high-speed laser diagnostics in industrially relevant turbulent swirl burners. A third question is what are the optimal first points of market entry for hydrogen as a clean fuel, or metal-water reactors for producing hydrogen on demand? These questions will be addressed through new techno-economic analyses of the AFL's technology and hydrogen electrolysis in the Canadian context. This work will develop the knowledge and tools for increased use of hydrogen and metal fuels as green energy carriers and help Canada's transition to a low-carbon economy.
加拿大致力于从化石燃料转向低碳经济,以缓解气候变化。 这种能源转型的一个关键挑战是需要存储来自太阳能、风能和水力发电资源的可再生能源,用于离网应用,并在可变和间歇性发电系统满足需求时提供备用电源。 麦吉尔大学的替代燃料实验室 (AFL) 正在研究几种并行解决方案来解决这一技术差距,包括使用氢和铝等金属作为可回收燃料。铝可以以紧凑且安全的形式存储能量,然后在使用时根据需要与水反应产生氢气。 在任何一种情况下,氢都会在发动机中燃烧来产生电力。
氢的燃烧已经被研究了很多年,但仍然存在一些悬而未决的研究问题。 首先是使用氢燃料对氮氧化物(NOx)排放有何影响? 本项目将通过 AFL 高压层流火焰设施中的新激光诊断测量来解决这个问题。这些新实验以及过去的研究将用于开发和验证在发动机相关压力下天然气与氢气混合燃烧的改进模型。 第二个问题是增加氢含量如何影响实际设备中火焰稳定的细节? 这将通过在工业相关的湍流旋流燃烧器中使用高速激光诊断的实验来解决。 第三个问题是,作为清洁燃料的氢或用于按需生产氢的金属水反应堆的最佳市场切入点是什么?这些问题将通过在加拿大背景下对 AFL 技术和氢电解进行新的技术经济分析来解决。 这项工作将开发更多使用氢和金属燃料作为绿色能源载体的知识和工具,并帮助加拿大向低碳经济转型。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
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