利用分子能驅動代替汽車其它燃料
大家已經知道了利用超臨界二氧化碳代替水蒸氣驅動汽輪機組發電的報道。這項技術打破了140年以來發電的固有模式。
其實,這才是二氧化碳利用的初級階段。
大型發電機組分兩種。
最常見的是蒸氣汽輪機組,也就是使用水蒸氣的氣流動能驅動發電機組發電。
另一種是燃氣汽輪機組,使用高壓空氣跟天然氣或者是霧化的燃油在燃燒室混合,產生高溫高壓的氣流直接驅動渦輪機轉動發電。
燃氣汽輪機體積小,只是蒸氣汽輪機的幾十分之一,動力足,啟動快。所以,大型艦船、航母、航天發動機一般都採用燃氣汽輪機組驅動。噴氣式飛機就是指飛機採用的發動機是燃氣汽輪機。
超臨界二氧化碳既可以代替水蒸氣驅動蒸氣汽輪機組發電也可以代替其它燃料驅動燃氣汽輪機,應用到發電或者航海、航天動力驅動中去。
燃氣汽輪機曾經用在汽車上,但是普通的燃料只適合用在高速,連續的工作狀況。低速的時候能源消耗增加幾倍。再加上工作時的噪音大,所以沒有得到大的發展。
超臨界二氧化碳相變儲能發電採暖,是利用分子能的吸收、釋放過程實現能量的轉移。二氧化碳本身不燃料,只是能量攜帶者。比如,它可以把燃燒產生的熱量收集起來存在分子內部。也可以透過電加熱把電能儲存在分子內部。這就特別適合收集風能、太陽能等不連續的零散能量。對於電網削峰平谷更是有得天獨厚功能。低谷的時候把富餘電能儲存起來,用電高峰的時候直接發電。
在密閉容器裡的二氧化碳受熱後溫度和壓力同時升高,處於超臨界狀態。壓力大小表明儲存的能量大小。只要容器能夠承受高溫高壓,它儲存的能量就可以一直增加。因為這個能量儲存在分子內部,所以叫分子能。分子能儲存不增加容器體積,不佔用空間。無毒無味、無汙染、無排放。二氧化碳只是在密閉系統內部迴圈。和外界只有能量的交換。所以傳統發電廠的冷卻系統可以取消。(它是電廠熱能損失的大頭)。
比如現在用於發電的超臨界二氧化碳,溫度只在600度左右,工作壓力只在30兆帕以下,壓力溫度越高,熱效率越高。經實驗,現在溫度已經可以提高到1400攝氏度了、相應的壓力則更大。熱效率更高。
燃氣汽輪機工作原理應用在汽車上,需要研製微型的渦輪機。使用超臨界二氧化碳作為工作介質。續航里程可以非常長。只要二氧化碳處於超臨界狀態(也就是隻要有壓力)就可以行駛。晚上利用低谷電補充能量。控制二氧化碳的內部迴圈速度,就可以控制行駛速度。
二氧化碳渦輪機
燃氣汽輪機結構圖
燃氣汽輪機燃燒室和透平
燃氣汽輪機透平葉片
體積可以是傳統介質的二十五分之一。完全可以安裝在汽車上使用。使用在火車牽引、航海動力驅動或者航天發動機上都是最佳的選擇。
二氧化碳真的是個寶,甚至可以說是上天賜予人類的分子能武器。可以徹底解決人類的能源需求。因為核電廠僅僅利用了百分之一的能量(核能發電僅僅是把核裂變產生的熱能轉換成水蒸氣驅動蒸汽發電機組發電的)如果把跑掉的能量用二氧化碳儲存起來,人類還發愁能源問題嗎?