Ægir - 01.10.1999, Blaðsíða 41

SAMLEIÐ MEÐ ÍSLENSKUM SJÁVARÚTVEGI
Helstu gerðir efnarafala
Efnarafalar eru af ýmsum gerðum og draga þeir nafn sitt af efninu sem notað
er sem raflausn.
Phosphoric Acid Fuel Cells (PAFC) hafa verið í notkun í meira en 20 ár
sem neyðarstöðvar fyrir sjúkrahús, hótel og skóla. PAFC efnarafalar eru tiltölu-
lega ódýrir og endast í um 40.000 tíma. Nýtni er há, allt að 40% fyrir rafmagns-
framleiðslu og ef hitaorkan ( 200 °C) er notuð til að framleiða gufu er heildar-
nýtni allt að 85%. Helstu ókostir PAFC efnarafalans eru mikil fyrirferð og elds-
neytið þarf að vera hreint vetni.
Alkaline Fuel Cells (AFC) eru aflmiklir og framleiða allt að 275 W/kg
þyngdar. Eldsneytið er hreint vetni og nýting allt að 70%. Lítilsháttar kolefnis-
mengun í vetninu eða súrefni dregur úr afköstum efnarafalsins og eyðileggur
hann fljótt. Vegna smæðar er þessi gerð notuð í geimförum.
Solid Oxide Fuel Cells (SOFC) eru tiltölulega nýlegir og fáir. Vinnsluhita-
stig er mjög hátt, um 1000°C, og er hitinn notaður til að framleiða gufu. Nýtni
er allt að 60%. Líftími er um 30.000 tímar.
Molten Carbonate Fuel Cells (MCFC) er ný gerð á tilraunastigi sem miklar
vonir eru bundnar við. Karbónatsaltmembran er í föstu formi við 20°C en er
vökvi við vinnsluhitastigið 650°C.
Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cells (PEMFC or PEFC). Líftími er
allt að 50.000 tímar. Membran er auðveld í framleiðslu.
Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEM) Áhugaverðasti efnarafallinn
fyrir farartæki í dag. Afl hans er 10 sinnum meira en annarra efnarafala að und-
anskildum AFC efnarafalans.
urgreiddum vöxtum á lánum og bein-
um styrkjum til fjárfestinga. Daimler-
Chrysler fjárfesti í fyrirtækinu Ballard
Power Systems í Kanada fyrir 450
milljónir kanadískra dollara til að þróa
efnarafal fyrir ökutæki, en Ballard er í
fremstu röð í þróun og framleiðslu á
svokölluðum PEM efnarafölum.
Til marks um þá bjartsýni sem ríkir
um stöðu efnarafalsins á næstu öld, er
að fjöldi fyrirtækja og stofnana sem
tengjast eða vinna að þróun efn-
arafalsins eru yfir 600. Þar á meðal má
finna fyrirtæki í bíla-, olíu- og skipa-
iðnaði.
Hvað er efnarafall?
Venjulegar rafhlöður geyma orkuna í
rafskautum sem eyðist þegar hún er
notuð. Þá þarf annaðhvort að skipta
um rafhlöðu eða, ef um endurhlaðan-
lega rafhlöðu er að ræða, hlaða hana á
ný með hleðslutæki. Efnarafalanum
má lýsa sem rafhlöðu með þann
óvenjulega eiginleika að geta tekið við
orku frá orkuforðabúri, t.d. vetnis-
geymi. Efnarafallinn framleiðir raf-
straum svo lengi sem eldsneyti og súr-
efni streymir að honum.
Vetni sem orkugjafi
fyrir skip
Vetni er stundum kallað orkuberi. Það
er vegna þess að vetnið fæst ekki
hreint úr lindum eins og t.d. olía.
Vetni er frumefni ■ sem þarf að fram-
leiða úr jarðolíu eða rafgreina það úr
vatni. Vetnið hefur þrjá aðalkosti
framyfir brunaeldsneyti, þ.e.: hreinn
bruni, engin C02 myndun og það eyð-
ist ekki við notkun. Vetni framleitt úr
vatni með rafgreiningu:
H20 = H2 + O + raforka og þegar
það er notað sem eldsneyti fyrir efn-
arafal:
H2 + O — raforka = H20
Helstu kostir efnarafala
Efnarafallinn hefur mun betri orku-
nýtingu en brunavélar eins og t.d.
dieselvélin.
Efnarafallinn hefur ekki ókosti
brunavélanna. Hávaði, mengun, titr-
ingur og óþefur hverfa og því er vetn-
ið sérlega áhugaverður kostur fyrir
skemmtiskip og ferjur. Aðal gróður-
húsalofttegundin C02 er ekki til stað-
ar. Brunaeldsneyti eins og t.d. dieselol-
ía umbreytist við bruna að stórum
PAFC MCFC SOFC PEM FC
Raflausn/membra Forfórssýra Bráðið karbónatsalt Keramik Plast fjöllliða (polymer)
Vinnsluhitastig 190°C 650°C 1000°C 80°C
Eldsneyti H2, H2,CO H2.C02, CH4 H2
ummyndað ummyndað ummyndað ummyndað
Oxari (Oxidant) 02, loft C02, 02, loft 02, loft 02. loft
Eldsneytisnýting 40-50% 50-60% 45-55% 40-50%
Tafla 1. Samanburður helstu efnarafala, samkvœmt Fuel Cell (www.dodfuelcell.com).
mæ 4i