Как превратить канализационный газ в чистое водородное топливо

Канализационный газ

Исследование основано на предыдущей работе с использованием «химического зацикливания».

Ученые обнаружили новый химический процесс, позволяющий превратить вонючий токсичный газ в экологически чистое топливо.

Этот процесс, подробно описанный недавно в журнале Американского химического общества ACS Sustainable Chemical Engineering , превращает сероводород — более часто называемый «канализационный газ» — в водородное топливо. Сероводород выделяется из отвалов навоза и канализационных труб и является ключевым побочным продуктом промышленной деятельности, включая переработку нефти и газа, производство бумаги и горнодобывающую промышленность.

Процесс, подробно описанный в этом исследовании, использует относительно мало энергии и относительно дешевый материал — химический сульфид железа с небольшим количеством молибдена в качестве добавки.

Сероводород не только пахнет тухлыми яйцами, но и очень токсичен, разъедает трубы и вредит здоровью людей, которые с ним сталкиваются.

«Сероводород — один из самых вредных газов для промышленности и окружающей среды», — сказал Ланг Цинь, соавтор исследования и научный сотрудник в области химической и биомолекулярной инженерии в Университете штата Огайо. «И поскольку газ настолько вреден, ряд исследователей хотят превратить сероводород во что-то не столь вредное, предпочтительно ценное».

Исследователи нашли способ превратить токсичный газ в экологически чистое топливо. Их процесс включает добавление элемента молибдена, чтобы разбить газ на отдельные элементы.

Реакции сжигания топлива

Исследование основано на предыдущей работе той же исследовательской группы с использованием процесса, называемого химическим циклом, который включает добавление частиц оксида металла в реакторы высокого давления для сжигания топлива без прямого контакта между воздухом и топливом. Команда сначала использовала химический цикл на угле и сланцевом газе, чтобы преобразовать ископаемое топливо в электричество без выброса углекислого газа в атмосферу. В первоначальном процессе для разложения ископаемого топлива использовался оксид железа.

Позже исследователи применили эту концепцию к сероводороду и изобрели процесс SULGEN, который превращает сероводород в водород. Исследователи обнаружили, что чистое химическое вещество, сульфид железа, неэффективно в больших масштабах, необходимых для промышленного использования, сказал Цинь. Исследовательская группа пыталась определить другие недорогие химические вещества, которые могли бы катализировать это преобразование в больших количествах. Это исследование показывает, что добавление следовых количеств молибдена в сульфид железа может быть привлекательным вариантом.

Этот материал относительно недорог и его легко приобрести, что делает его привлекательным вариантом для крупномасштабных операций.

По словам исследователей, преобразование этого токсичного газа в водородное топливо создает альтернативу нефти и газу, которые вносят основной вклад в изменение климата.

«Еще слишком рано говорить о том, сможет ли наше исследование заменить какие-либо существующие технологии производства водородного топлива», — сказал Каляни Джангам, ведущий автор исследования и аспирант Исследовательской лаборатории чистой энергии штата Огайо. «Но то, что мы делаем, — это корректируем этот процесс разложения и делаем из него ценный продукт».

• В этом последнем исследовании ученые обнаружили, что молибден улучшает разложение сероводорода, разделяя его на две части — водородное топливо и серу.
• Эта работа находится на ранней стадии научного процесса — исследователи показали, что процесс работает в лаборатории; ожидаются испытания на промышленном уровне.
• «Общая картина такова, что мы хотим решить проблему с вредным газом, и мы думали, что наш химический цикл позволит это сделать», — сказал Цинь. «И здесь мы нашли способ сделать это в лаборатории, которая создает это водородное топливо с добавленной стоимостью».

Источник

Метки: водородное топливо