Badania wyprzedzające nowych technologii
procesowych i materiałowych dla energetyki rozproszonej

Istotą proponowanego Bloku Tematycznego jest spełnienie oczekiwań związanych z ciągłym zapotrzebowaniem na nowoczesne, przyjazne środowisku technologie, jak również rozwiązanie zagrożeń związanych z rosnącą zawartością CO₂ w powietrzu.

Celem utylitarnym przedstawionego do finansowania zadania jest określenie możliwości wykorzystania cieczy jonowych (ILs - ang. ionic liquids) do usuwania CO2 ze strumieni gazowych, na przykładzie biogazu.

Podjęcie opisanego problemu jest istotne dla potencjalnego przemysłowego zastosowania cieczy jonowych do separacji gazów. Wnioskodawcy proponują zastosowanie zaawansowanej technologii wykorzystującej właściwości membran polimerowych i ceramicznych będącej połączeniem klasycznej ekstrakcji oraz separacji membranowej. Efektem badań będzie innowacyjna technologia efektywnej separacji CO₂ z mieszanin gazowych.

Celem innego zadania Bloku Tematycznego jest zastosowanie odnawialnego źródła energii - energii słonecznej - do fotokonwersji CO₂ do lekkich węglowodorów (głównie metanu i etenu) i opracowanie nowych fotokatalizatorów o wysokiej wydajności kwantowej w reakcji fotoredukcji. Proponowane rozwiązanie odnosząc się do problematyki paliw, może stanowić propozycję dla realizacji idei otrzymywania węglowodorów w małej skali z udziałem energii słonecznej i innych źródeł energii odnawialnej.

Celem Bloku jest także opracowanie i doskonalenie plazmowych i spektroskopowych metod diagnostycznych umożliwiających kontrolę procesu spalania bogatych i biednych mieszanek węglowodorowych, szczególnie w obszarze warstwy przyściennej. Rozwój w dziedzinie innowacyjnych technik spalania jest niezwykle istotny z punktu widzenia ekonomii oraz ekologii. Zgodnie z protokołem konferencji ekologicznej w Kyoto, Europa winna w latach 2008 – 2012 ograniczyć emisję gazów wywołujących tzw. efekt szklarniowy (greenhouse effect), co najmniej o 8%.

Spalanie ubogich mieszanek gazowych może być procesem niestabilnym i powolnym, zaś ich zapłon wymaga zastosowania specjalnych technik. Stąd zastosowanie przemysłowe spalania biednych mieszanek wymaga budowy odpowiednich komór zapewniających właściwe mieszanie, zapłon oraz powtarzalność procesu. Dużą rolę w ograniczeniu poziomu zanieczyszczenia powietrza odgrywają metody ograniczające zanik płomienia w warstwie przyściennej oraz metody diagnostyczne w celu kontroli i eliminacji niestabilności spalania.

Kolejnym celem bloku jest prześledzenie obecnie istniejących rozwiązań materiałowych oraz przedstawienie nowych propozycji dla wybranych elementów siłowni poligeneracyjnych wykorzystujących energię biomasy tj. elementy turbiny, łopatki, wirnika, łożyska, wymiennika ciepła, układu ORC, kotła, i in.:

• zbadanie nowe technologii materiałów funkcjonalnych dla elementów układów kogeneracyjnych i katalitycznych,
• zbadanie innowacyjnych nanotechnologii wytwarzania powłok o ulepszonych parametrach użytkowych dla energetyki odnawialnej,
• opracowanie metod oceny i prognozowania procesów zużycia elementów układów CHP w warunkach występowania endogennych losowych czynników degradacyjnych.

Celem jest opracowanie podstaw technologii wytwarzania oraz aplikacji nanopowłok materiałów funkcjonalnych oraz kompozytów matrycowych, przeznaczonych do stosowania w elementach małych siłowni nowej generacji, pracujących w warunkach zmiennych, znacznych obciążeń temperaturowych i środowiskach agresywnych chemicznie, Rys. 1.

Rezultatem zadania będzie zweryfikowana doświadczalnie procedura wytwarzania, oraz zastosowanie w elementach konstrukcji pilotowych układów kogeneracji, cienkowarstwowych materiałów funkcjonalnych oraz kompozytowych powłok ochronnych typu MMC. Będą się one odznaczać odpowiednio: znacznym stopniem rozwinięcia powierzchni, oraz wymaganymi parametrami eksploatacyjnymi, takimi jak: wytrzymałość mechaniczna, odporność na korozję i erozję wysokotemperaturową oraz oddziaływanie chemiczne środowiska, wynikające z szerokiego zakresu obciążeń cieplnych oraz spalania biomasy.

 

Rys. 1. Kompozyt matrycowy badany w IMP PAN, mikrostruktura oraz przekroje (SEM)
szybkość ścierania (AISI 52100) znacznie spada: od 20 x 10⁴ do 3 x 10⁴ mm³/Nm

Efektem prac mają być dokumentacje techniczne innowacyjnych technologii procesowych i materiałowych.

 

---

Przejdź do Bloku:

1

2

3

4

5

6

7

8

Energa SA

Instytut Chemicznej
Przeróbki Węgla w Zabrzu

Instytut Energetyki

Politechnika Gdańska

Politechnika Krakowska

Politechnika Śląska w Gliwicach

SYNGAZ sp. z o.o.

Uniwersytet
Warmińsko-Mazurski
w Olsztynie