Synthetisch gas (SNG, “synthetisch aardgas”) wordt geproduceerd als LNG-vervanging uit fossiele brandstoffen of uit biomassa met behulp van vergassings– en methaniseringsprocessen.
Evenzo kan SNG ook worden opgewekt met een power-to-gas proces met behulp van andere energiebronnen.
Bio-LNG, ook wel LBG (liquefied biogas) of LBM (liquefied biomethaan) genoemd, wordt geproduceerd uit biomassa of afval of uit klimaatneutrale energiebronnen en kan dan worden beschouwd als een klimaatneutrale vervanger van LNG.
Synthetisch gas kan worden gebruikt als volledige vervanging of als toevoeging aan LNG.
SOFC
Een vaste oxide brandstofcel (SOFC) is een brandstofcel werkend met een vast, niet-poreus oxide (keramiek) als elektrolyt. Het ionentransport vindt plaats met behulp van oxide-ionen, de katalysator voor de ionisatie van het waterstof bestaat uit nikkel met yttrium-gedoteerd zirkoniumoxide (yttrium-gestabiliseerd zirkonium).
Een SOFC heeft meestal een rendement rond 60%. Recente studies die de SOFC bruikbaar is met biogas als brandstof[1], dit maakt de SOFC’s zeer flexibel zijn op vlak van brandstofkeuze.
Werken[bewerken | brontekst bewerken]
Buisontwerp SOFC
Dit type brandstofcel heeft een werkingsgebied op hoge temperatuur, ca. tussen 800°C en 1100°C. Dit zijn er geen edelmetaalkatalysatoren (platina) nodig, wat zorgt ervoor dat de SOFC’s goedkoop zijn. Deze hoge temperatuur zorgt natuurlijk ook wel voor op vlak van constructie en levensduur van de brandstofcel. Ook zorgt dit voor een lange opstarttijd van de brandstofcel.
Typisch wordt er een tubulair design gebruikt voor SOFC’s[2].
De SOFC kan zowel waterstofgas als koolstofmonoxide als biogas gebruiken als brandstof. Het zet chemische energie om naar elektrische energie door het transport van zuurstof ionen van de anode naar de kathode. Hierbij wordt er stoom (wegens de hoge werkingstemperatuur) gevormd aan de anode, indien mannen waterstofgas gebruikt als brandstof.
Reactie op de anode: {\displaystyle 2H_{2}+2O^{2-}\longrightarrow 2H_{2}O+4e^{-}}
Reactie aan de kathode: {\displaystyle O_{2}+4e^{-}\longrightarrow 2O^{2-}}
Wanneer mannen koolstofmonoxide worden gebruikt wordt er koolstofdioxide gevormd als bijproduct.
Reactie op de anode: {\displaystyle 2CO+2O^{2-}\longrightarrow 2CO_{2}+4e^{-}}
Reactie aan de kathode: {\displaystyle O_{2}+4e^{-}\longrightarrow 2O^{2-}}
Als anode gebruikt mannen meestal een zirkoniumoxide(cermet). gevormde kiest men voor nikkel als metallische component omdat deze een goede geleider en chemisch stabiel is. De anode is poreus zodat het massatransport van reagentia en reactieproducten niet verstoord wordt.
Net zoals de anode is de kathode ook een poreus materiaal zodat massatransport verzekerd is. Gebruikte mannen meestal staatlanthaan-strontiummanganaat, La1-xSrxMnO3 waar x voor de doteringsgraad. Voor SOFC’s is de doteringsgraad meestal 0,16.
Toepassingen[bewerken | brontekst bewerken]
Ondanks de hoge temperatuur die een SOFC vereist is om te worden uitgevoerd. Ze worden onder andere gebruikt in woningen. Door de SOFC aan te sluiten op gasnet kan de woning van het appartementsblok zijn eigen elektriciteitsproductie.
SOFC’s kunnen en omgekeerd worden gebruikt. Ze kunnen H2 produceren uit water.
Een vaste oxide elektrolyser cel (SOEC) is een vaste oxide brandstofcel in regeneratieve modus voor de elektrolyse van water met een enorm oxide van keramisch elektrolyt voor de productie van waterstofgas.[3]
De Finse motorfabrikant Wartsila is bezig met de ontwikkeling van een SOFC brandstofcel voor maritiem gebruik.[4]
Een SOFC kan ook worden toegepast in een zogenaamde gecombineerde warmte-waterstofkracht applicatie (CHHP). Bij zo’n systeem wordt warmte, aard en elektriciteit geproduceerd uit koolwaterstoffen bijvoorbeeld aardgas.
Cruisedesko 