电动汽车的未来是不可避免的。但是卡车、轮船和飞机呢?氢吗?可能。
但还有另一种化学物质可以使用——它在你的尿液中含量丰富。
氨是氢和氮(NH3)的组合,是为数不多的液态化合物之一。它在燃烧中迅速释放能量,并具有较高的体积能量密度。
它还具有巨大的环境优势。NH3中无碳(C)意味着当燃烧时,氨不能释放二氧化碳、一氧化碳或其他温室污染物。
虽然电动电池和氢燃料电池很吸引人,但氨能提供更高的能量密度。这对于受重量和体积严重限制的运输尤其重要,例如重型地面和空中运输。
此外,与氢燃料电池汽车相比,氨动力汽车更轻,并且避免了锂离子电池所面临的处理问题。
氨的另一个优点是,这种化学物质已经在工业上使用了一个多世纪。
因此,氨的储存、处理和运输基础设施已经在全球范围内到位,这使得氨成为长途卡车、机车、航空和航运的最佳燃料。
是的,基本上,尿液会变成氨,然后可以用来产生能量。但到目前为止,这只是严格的学术研究。
2009年,杰拉丁·波特博士(Dr. Gerardine Botte)的研究展示了如何利用电解从人类尿液中产生氢气,成本远低于从水中产生氢气。
2017年,英国西英格兰大学的研究人员开发了微生物燃料电池(MFC),这种电路由以尿液为食的细菌等微生物驱动,为机器人自我补充燃料创造了潜力。
他们已经将这种电池扩展到家用电器。
位于阿伯丁试验场的美国陆军研究实验室的研究人员也在研究如何利用尿液为偏远地区的设备提供动力,以及大规模的燃料电池,为车辆提供动力,理论上甚至为整个基地提供动力。
如果你想了解公民科学,这里有一些把尿液变成花园肥料的视频,甚至还有微生物燃料电池。
然而,尽管科学家们在船上,我们还没有看到氨在能源生产中的全面采用。
由于缺乏在有限空间内有效提取氨的技术,氨作为能源载体的开发不足。
但现在,技术进步正在加强其在大规模能力方面的可行性。
去年,香港科技大学(University of Technology)展示了世界上第一辆以氨为动力的燃料电池电动汽车——一辆与牛津大学(Oxford University)联合开发的高尔夫球车。
氨以液态形式储存在一个圆柱体内。它经过一个“裂解器”,在牛津大学开发的催化剂下分解成氮和氢。
氢气产生电力,为汽车提供动力和动力。
研究人员还计划开发一种以氨为动力的小型巴士和飞机。
在丹麦,MAN能源解决方案公司正在开发一种燃料灵活的二冲程氨发动机,并计划在2024年交付第一台机组。
另一个参与者是Amogy公司,该公司于2020年在美国成立。该公司是零排放、能源密集的氨动力解决方案的先驱。该公司开发了一种紧凑、高效的反应堆,可以裂解氨,并利用氢气通过燃料电池发电。
本月早些时候,一个Amogy反应堆用氨为一辆中型约翰迪尔拖拉机提供动力。该公司将一个标准的液体储罐和高效的氨裂解模块集成到混合燃料电池系统中,可提供数小时的电力。
本周,Amogy宣布再融资4600万美元,使其融资规模达到6800万美元。该公司计划将其系统应用于一辆18轮牵引拖车和一艘远洋货船上。这对于将铵从实验室之外带入实际的工业应用来说是一件大事。
我们距离大规模商业应用还有一段时间。但现在似乎是一个完美的时机,加快我们的努力,以推进较少被忽视的替代能源形式。
考虑到尿液是地球上最大的废物,我们不会很快用完。