Nowy materiał efektywnie produkuje wodór i gaz syntezowy

Zespół naukowców inżynierii chemicznej opracował technikę, która wykorzystuje nowy katalizator do konwersji metanu i wody do wodoru oraz substratów paliwa (nazywanych gazem syntezowym)  przy pomocy energii słonecznej. Katalityczny materiał jest ponad trzy razy bardziej efektywny w konwersji wody do wodoru niż poprzednie metody.

water-background-5

„Jesteśmy podekscytowani nowym materiałem i procesem, ponieważ przekształca wodę, tani gaz ziemny i czystą, odnawialną energię słoneczną w cenny gaz syntezowy i paliwo wodorowe” powiedział jedne z członków zespołu  Feng He.

Wodór może być ważnym źródłem czystej energii, a najczystszym sposobem produkcji wodoru jest rozkład wody na wodór i tlen – naukowcy zmagali się, by stworzyć efektywne techniki tego procesu. Gaz syntezowy jest mieszaniną tlenku węgla i wodoru, który jest używany jako surowiec w procesach handlowych przy produkcji syntetycznych olejów napędowych, olefin i metanolu.

Prezentowana technika rozkładu wody zależy od nowego materiału katalitycznego, czyli kompozytu tlenku żelaza i tlenku lantanu, strontu,  żelaza znanego również jako LSF. Naukowcy od dawna wiedzieli, że tlenek żelaza może służyć jako katalizator dla termicznego rozdziału wody, ale nie jest bardzo wydajny. Dodanie LSF znacznie poprawia jego aktywność, co czyni go o wiele bardziej skutecznym. Za pomocą nowych materiałów kompozytowych naukowcy byli w stanie przekształcić 77% wody, którą użyli (w postaci pary) w wodór. Poprzednim najlepszym wynikiem konwersji dla termicznego rozdziału wody było około 20 procent.

Metan jest wstrzykiwany do reaktora, który ogrzewany jest energią słoneczną. Komora zawiera kompozyt katalityczny, który reaguje z metanem i produkuje gaz syntezowy oraz dwutlenek węgla. Ten proces „zmniejsza” cząstki kompozytowe pozbawiając je tlenu. Syngaz jest usuwany z systemu, a ograniczone cząstki kompozytowe są kierowane do drugiego reaktora.

Para o wysokiej temperaturze jest pompowana do drugiego reaktora, gdzie reaguje z zredukowanymi cząstkami kompozytowymi i produkuje wodór, który jest co najmniej w 97% czysty. Proces ten również „przywraca” tlen  złożonym cząstkom, które następnie mogą być ponownie użyte do reakcji z metanem, a cykl rozpoczyna się od nowa. „Następnymi krokami jest dopracowanie związku katalitycznego by był lepszy i tańszy, usprawnienie całego procesu i rozwój reaktorów.”

1. http://phys.org/news/2015-01-material-technique-efficiently-hydrogen-syngas.html

Opracowała: Małgorzata Jabłońska

Korekta: Ilona Sadok

Bookmark the permalink.

Dodaj komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *


*