Termokemijski reaktor: manji, jeftiniji i učinkovitiji od fosilnih goriva
Novi elektrificirani reaktor osmišljen na Stanfordu koristi magnetsku indukciju za stvaranje topline industrijskih razmjera
Istraživači Stanford Engineeringa predstavili su novu vrstu termokemijskog reaktora koji je sposoban generirati goleme količine topline potrebne za mnoge industrijske procese koristeći električnu energiju umjesto izgaranja fosilnih goriva. Uz to, on je, kažu, manji, jeftiniji i učinkovitiji od postojeće tehnologije bazirane na ugljenu, nafti i zemnom plinu.
"Imamo elektrificiranu i skalabilnu reaktorsku infrastrukturu za termokemijske procese koja ima idealna svojstva grijanja i prijenosa topline. U biti, guramo performanse reaktora do njegovih fizičkih granica i koristimo zelenu električnu energiju za njegovo napajanje", objašnjavaju tvorci uređaja opisanog u časopisu Joule.
Grijanje s indukcijom
Novi elektrificirani reaktor koristi magnetsku indukciju za stvaranje topline, istu vrstu procesa koji se koristi u indukcijskim pećima. Umjesto transporta topline kroz cijevi, indukcijsko grijanje stvara toplinu unutar reaktora, iskorištavajući interakcije između električnih struja i magnetskih polja.
Ako želite induktivno zagrijati čeličnu šipku, na primjer, možete omotati žicu oko nje i pustiti izmjeničnu struju kroz zavojnicu. Te struje stvaraju oscilirajuće magnetsko polje koje zauzvrat inducira struju u čeliku. A budući da čelik nije savršen vodič električne energije, dio te struje pretvara se u toplinu. Ova metoda učinkovito zagrijava cijeli komad čelika u isto vrijeme, umjesto da stvara toplinu izvana prema unutra.
Visokoučinkovita elektronika
Prilagodba indukcijskog grijanja za kemijsku industriju nije tako jednostavna kao samo pojačavanje topline. Industrijski reaktori trebaju ravnomjerno stvarati i distribuirati toplinu u trodimenzionalnom prostoru i biti puno učinkovitiji od prosječne ploče za kuhanje. Njihova učinkovitost, utvrdili su istraživači, može se povećati korištenjem visokofrekventnih, brzo izmjenjujućih struja, u kombinaciji s reaktorskim materijalima koji su posebno loši vodiči električne energije.
Uz pomoć novorazvijene, visokoučinkovite elektronike proizveli su struju potrebnu za induktivno zagrijavanje trodimenzionalne rešetke od slabo vodljivog keramičkog materijala u jezgri reaktora. Struktura rešetke jednako je važna kao i sam materijal, objašnjavaju istraživači, jer šupljine dodatno smanjuju električnu vodljivost.
Te se praznine mogu ispuniti katalizatorima, materijalima koje je potrebno zagrijati da bi se pokrenule kemijske reakcije. To omogućuje još učinkovitiji prijenos topline i znači da elektrificirani reaktor može biti puno manji od tradicionalnih reaktora na fosilna goriva.
