Фундаментальні аспекти відновлювано-водневої енергетики і паливно-комірчаних технологій

Каталізатори парового риформінгу біоетанолу для одержання водню

Області застосування

В наукових і технологічних центрах, які здійснюють дослідження та розробки в галузі каталізу; в галузях хімічної промисловості, енергетики, виробництва каталізаторів для технологій отримання водню, що базуються на використанні відновлюваної сировини, зокрема з метою заміни природного газу.

Короткий опис

Виробництво водню шляхом каталітичного парового риформінгу оксигенатів, що одержуються з біомаси, розглядається як перспективна технологія відновлюваної енергетики. В результаті виконання проекту розроблено спосіб одержання відновлюваного водню шляхом парового риформінгу біоетанолу з використанням як каталізаторів нанорозмірних феритів MІІFeІІІ2O4 (M = Mg, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn). Встановлено залежності функціональних властивостей феритів як каталізаторів парового риформінгу рідких оксигенатів від їх хімічного складу та фізико-хімічних характеристик (структурно-розмірних характеристик, окисно-відновних та кислотно-основних властивостей). Проаналізовано вплив складу реакційних сумішей та параметрів проведення процесу на основні показники парового риформінгу оксигенатів.

Очікувані властивості

Створено перспективні каталізатори, які не містять дорогоцінних металів, та визначено оптимальні умови одержання водню шляхом каталітичного парового риформінгу біоетанолу для технологій відновлювально-водневої енергетики. Одержані закономірності перебігу парового риформінгу кисень-вмісних органічних сполук на метал-оксидних каталізаторах дозволили сформулювати підходи до конструювання ефективних каталізаторів парового риформінгу біосировини в водень.

Переваги

Запропоновані каталізатори парового риформінгу біоетанолу передбачають можливість виробництва водню на основі вітчизняних відновлюваних ресурсів як альтернативи процесам з використанням викопних палив, зокрема метану. Реалізація процесу не потребує додаткової дистилляції біоетанолу після ферментації. Каталізатори не містять благородних металів, можуть працювати за умов низьких та середніх температур, відрізняються відсутністю моноксиду вуглецю в отриманому водні, що є важливою умовою його застосування у низькотемпературних паливних елементах.

Конкуренти

Процес на сьогоднішній день не комерціалізовано. Дослідження в напрямку каталітичного парового риформінгу етанолу проводяться в наукових центрах ряду європейських країн (Франції, Італії, Іспанії, Греції, Угорщини), США, Бразилії, Китаю та Японії.

Стан розробки

Розроблено перспективні каталізатори на основі феритів Mg, Mn і Fe, які характеризуються термічною стійкістю оксидної фази, проявляють значну каталітичну активність і селективність в процесі одержання водню паровим риформінгом рідких оксигенатів, що отримані з біосировини. Запропоновано вірогідну схему механізму парового риформінгу етанолу на феритах, яка поєднує як окисно-відновні, так і кислотно-основні стадії.

Інтелектуальна власність

Спосіб одержання водню. Патент України №60806, опубл. 25.06.2011, бюл. № 12.
Каталізатор одержання водню шляхом парового риформінгу етанолу. Патент України, № 115288 опубл. 10.04.2017, бюл. № 7.

Контактна інформація

Виконавець: Інститут фізичної хімії ім.Л.В.Писаржевського НАН України

Проект №6 «Фізико-хімічні засади створення каталізаторів парової конверсії відновлюваної органічної сировини для отримання водню»

Контактна особа:

Teл. +38 044 525-66-63

Е-mail: pstrizhak@hotmail.com