Upphovsman:CC0 Public Domain
Southwest Research Institute och University of Texas i San Antonio samarbetar för att skaffa data för en beräkningsmodell för superkritisk koldioxid (sCO 2 ) energiproduktion. Arbetet, ledd av Jacob Delimont från SwRI:s maskintekniska division och Christopher Combs från UTSA's College of Engineering, stöds av en $ 125, 000 bidrag från programmet Connecting through Research Partnerships (Connect).
sCO 2 är koldioxid som hålls över en kritisk temperatur och tryck, vilket får den att fungera som en gas medan den har densiteten hos en vätska. Det är också giftfritt och icke brandfarligt, och dess överkritiska tillstånd gör sCO 2 en mycket effektiv vätska för att generera kraft eftersom små förändringar i temperatur eller tryck orsakar betydande förändringar i dess densitet. Vanligtvis, nuvarande kraftverk använder vatten som termiskt medium i kraftcykler. Byt ut vatten mot sCO 2 ökar effektiviteten med så mycket som 10 procent.
På grund av effektiviteten hos sCO 2 som termiskt medium, kraftverk turbomaskiner kan vara en tiondel av storleken på konventionella kraftverkskomponenter, ger potential att minska miljöavtrycket samt byggkostnaden för nya anläggningar.
Delimont och Combs planerar att arbeta med en direkteldad sCO 2 cykel, vilket innebär att man tillsätter bränsle och syre direkt till CO 2 ström, får den att brinna, släpp ut värme, och skapa sCO 2 .Denna nya typ av effektcykel möjliggör högre effektivitet och lägre utsläpp av växthusgaser.
"Denna effektcykel möjliggör fångst av 100 procent av CO 2 utsläpp som annars skulle hamna i vår atmosfär, "Sa Delimont." Den fångade CO 2 har många möjliga användningsområden, inklusive flera applikationer inom olje- och gasindustrin och till och med kolsyran i dagliga läskedrycker. "
Utmaningen som teamet står inför är den direkteldade sCO 2 kraftproduktion är en så ny teknik att mycket lite är känt om förbränningsprocessen. För att uppnå sitt mål, Delimont och Combs kommer att samarbeta för att samla in data för att validera en beräkningsmodell för en sCO 2 brännare.
"Data för modellen finns inte, så först ska vi skaffa det, "Sa Delimont.
För att visualisera förbränningen av sCO 2 bränsle, UTSA kommer att leverera optiska linser och lasersystem samt Combs expertis i de optiska tekniker som behövs för att visualisera lågan i direktbrandförbrännaren.
"När vi väl kan visualisera förbränningsprocessen, vi kan använda beräkningsmodeller för att designa nödvändig förbränningsutrustning för att göra denna kraftproduktionsprocess till verklighet, "Sa Delimont.
Programmet Connecting through Research Partnerships sponsrat av Office of the Vice President for Research, Ekonomisk utveckling, och Knowledge Enterprise på UTSA och Executive Office på SwRI, är ett bidragstillfälle som erbjuds för att öka ett större vetenskapligt samarbete mellan de två institutionerna och att öka både UTSA:s och SwRI:s forskningsfinansieringsbas med samarbetsprogram över flera campus.
