DLR的創新技術可以利用硫來儲存太陽能

研究人員使用世界上最大的人造太陽——Synlight來測試一個太陽能反應堆

　　與歐洲研究伙伴一起，德國航天中心(Deutsches Zentrum fur Luft- und Raumfahrt；DLR)開發了一種利用硫和太陽能以氣候中性方式發電的工藝。一個中試規模的工廠的初步試驗現已成功完成。

　　這個過程是以化學循環為基礎的。它涉及到在特殊的發電廠渦輪機中燃燒硫，并將廢氣轉化為硫酸。利用太陽能，硫酸可以再轉化為純硫，而不產生二氧化碳；這些硫可以被重新用作燃料。

　　為什么是硫？

　　硫可以用作發電廠燃氣輪機或蒸汽輪機的燃料。此外，硫是一種很有前途的太陽能熱電廠儲能介質。結合這兩種電廠技術向氣候中性發電又邁進了一步。

　　硫的能量密度比熔融鹽高30倍，目前用于太陽能熱電廠吸收、運輸和儲存太陽能產生的高熱。因為硫可以以粉末或液體的形式儲存，所以很容易運輸和儲存很長一段時間。

　　由于地質儲量有限和化石燃料產量減少，今后將更經濟地將可持續的硫納入涉及回收其材料的工序中。在這樣的循環過程中，硫可以被反復用作燃料。正如PEGASUS項目所證明的那樣，這可以在可再生能源的幫助下實現。

　　24小時使用可再生能源發電的潛力

　　太陽能熱電廠可以利用集中的太陽輻射提供硫酸分解所需的高溫。產生的產物，二氧化硫(SO2)和水(H2O)，可以再利用，在稱為歧化的過程中獲得硫。然后，它們可以被儲存起來，或者在燃氣輪機中燃燒來發電。產生的氣體是二氧化硫(SO2)，它可以被送入傳統的硫酸裝置生產硫酸和大量熱量。這些熱量能夠驅動蒸汽渦輪機產生額外的電力。然后，這個循環可以隨著硫酸的分解而重新開始。

　　當有強烈的太陽輻射時，以硫為基礎的發電廠甚至可以產生超出白天運行所需的硫，從而使發電廠能夠持續運行。由此產生的剩余硫酸可以在后期通過太陽熱能的方法轉化為硫。生產硫的太陽能熱電廠可以有效地運作，特別是在陽光充足的地區。由此產生的硫可以很容易地運輸到日照較少的地區。

太陽能聚光光熱電站

　　利用DLR的Synlight人造太陽進行太陽能發電廠的試運行

　　PEGASUS項目的目的是測試利用太陽能進行硫酸分解的子過程，以及在燃氣輪機發電廠中使用產生的硫作為燃料。

　　為了達到分解所需的高溫，研究人員將新開發的用于分解硫酸的反應堆與DLR之前開發的太陽輻射接收器相結合，該接收器使用陶瓷顆粒作為傳熱和存儲介質。在顆粒接收器中，小的陶瓷顆粒吸收和傳輸入射的熱能，以產生電力和工業過程的熱量。

　　熔融鹽，目前在最先進的太陽能光熱發電廠用作傳熱介質，只能在高達550攝氏度的溫度下使用。使用加熱的陶瓷顆粒，電廠可以在高于900度的過程溫度下運行，從而提高效率，降低能源生產成本。

　　為了演示，來自DLR未來燃料研究所和太陽能研究機構的科學家們在Julich安裝了一個為Synlight人造太陽開發的CentRec粒子接收器的變體。同時，他們在實驗室研究了將硫酸分解納入硫循環的子過程。

　　由于其高度的創新性，PEGASUS研究項目的兩個子過程對研究者提出了很高的要求。例如，太陽能加熱的粒子以前從未被用來分解硫酸。以前也沒有研究過用于燃氣輪機的硫在高壓下的燃燒。

　　未來燃料DLR研究所的研究人員正在研究相關的BaSiS項目中的歧化反應，該項目由德國北萊茵-威斯特伐利亞州資助。

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