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电池专题

利用太阳能来还原镁,以便循环再利用不再是奢望、

来源:宝鄂实业    2019-06-04 10:27    点击量:

镁燃料电池的开发并没有仅仅停留在制造一次性电池上。有人提出了一个构想,那就是利用太阳能进行热还原,回收已用完电极的镁,以便循环再利用。

与电解液反应后用完的负极镁会变成Mg(OH)2或氧化镁(MgO)。上述构想是,将其回收并运送到沙漠中,然后利用沙漠的太阳能进行热还原,再把生成的镁重新运回日本使用。也就是说,利用沙漠中的丰富太阳能得到镁,再把镁运到日本(图)。通过电缆将电力输送到日本虽然非常困难,但得到镁之后,便可采用物理方法进行运输。

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图:通过镁来利用太阳能的构想

将用完的镁运输至沙漠地带,利用丰富的太阳能进行热还原,并再次运至日本重新使用。

提出这种“镁循环社会”构想的人是东工大的矢部。矢部目前考虑使用半导体激光,但将来打算利用“太阳光激励激光”*3作为热源,对镁进行热还原。

*3太阳光激励激光通过向作为介质的材料照射太阳光来激发的激光。

东北大学的小滨也描绘了类似的蓝图。其构想是,将用完的镁运到名为阳光地带的沙漠地区进行热还原。不过,小滨设想使用凹镜来进行热还原。打算使用可通过聚集太阳光来获得高温的太阳炉。据其介绍,如果可以获得1200℃左右的温度,便可以进行热还原。

小滨2011年实施了使用直径1.5m左右的太阳炉将用过的Mg(OH)2以金属镁箔的形式回收的实验。

目前,除了古河电池及尼康之外,其他商社及物流公司也参与进来,共同启动了名为“MagnesiumSoleil”的项目,现在正以形成业务为目标进行讨论。

小滨说,“镁不像核电那样存在风险,也不会像化石燃料那样会枯竭,而且完全不存在温室气体排放等环境问题,是一种清洁燃料”。而且,镁在海水中的含量十分丰富。也可以利用太阳能从海水中提炼镁。

经由镁燃料电池,将太阳能有效地转换成电力。小滨将这种体系称为“燃料耕种”。与已经实用化的氢燃料电池相比,镁燃料电池能以很少的使用量获得同等的发电量,而且容易搬运,因此具有优势。据小滨教授推算,28.4g镁获得的能量与60L氢气获得的能量相同。

不过,镁燃料电池也存在课题。一个是空气极的耐久性。这种电池使用的可以透过空气的多孔质碳,还需要提高耐久性。另一个课题是,进行热还原时使用的催化剂铁硅(Fe-Si)需要耗费能源来制造。