Ученые сделали большой шаг к производству «зеленого» водорода
Команда исследователей, возглавляемая специалистами из Университета Ньюкасла, представила первый термодинамически обратимый химический реактор, способный синтезировать водород как поток чистого продукта.
Устройство является «трансформационным» шагом вперед для химической промышленности, сообщает sciencedaily.com, приводя утверждения авторов. Система позволяет избежать смешивания реагирующих газов, проводя кислород между потоками с помощью твердотельного резервуара.
Отчет об исследовании представлен в Nature Chemistry.
Кислородный резервуар разработан так, чтобы оставаться близко к равновесию с потоками газообразных реагентов, следующих реакционной траектории. Элемент обладает «химической памятью» состояний, с которыми сталкивался. В результате получается чистый водород, исключая потребность в дорогом разделении конечных продуктов.
В проекте участвовали специалисты из университетов Дарема и Эдинбурга и Европейского центра синхротронного излучения во Франции.
«Химические изменения обычно происходят за счет смешанных процессов, когда нагревается несколько реагентов. Это ведет к потерям, неполной конверсии и потребности в разделении конечных продуктов, — объяснил профессор Ян Меткалф из Университета Ньюкасла, ведущий автор работы. – В Реакторе водородной памяти мы получаем чистое вещество. Это – идеальное устройство».
Все процессы, химические, механические или электрические, являются термодинамически необратимыми. Это снижает их эффективность. Новая система впервые решает эту проблему. Использование воды и СО для синтеза водорода и углекислого газа предотвращает загрязнение целевого продукта. Углерод отводится в потоках оксидов.
«Переключая» резервуар, команда показала возможность достижения высокого уровня конверсии. Водород и СО2 синтезируются на противоположных сторонах системы как чистые продукты.
«Стандартные методики требуют 2 реакторов и разделения. Наша система осуществляет все этапы в одном блоке, — объяснил Меткалф. – Концепция реактора с памятью могут использоваться не только для получения водорода, но и для других процессов».
