Версия для слабовидящих
Безвредная и безотходная технология выработки энергии Печать Email
Новости об инновациях
26.11.2015

Благодаря новой технологии, разработанной исследователями Institute for Advanced Sustainability Studies в Потсдаме и Технологического института Карлсруэ (KIT), производство энергии из природного газа без выбросов диоксида углерода может скоро стать реальностью. В рамках совместного проекта, инициированного лауреатом Нобелевской премии профессором Карло Руббиа, ученые изучали инновационную технологию для извлечения водорода из метана чистым и эффективным способом. После двух лет интенсивной работы на примере экспериментального реактора ученые демонстрируют будущий потенциал этой технологии.

Сжигание ископаемого топлива для производства электроэнергии является основным источником вредных выбросов двуокиси углерода. В частности, метан – основной компонент природного газа – широко используемое ископаемое топливо, мировое производство которого планирует резко возрасти в ближайшие десятилетия.

Именно поэтому исследователи решили изучить вопрос: как извлечь энергию из метана без побочного продукта в виде углекислого газа?

Вместо сжигания метана (CH4), он может быть разделен на компоненты – водород (Н2) и углерод (С) в процессе, называемом «расщепление метана» (англ. «methane cracking»). Эта реакция происходит при высоких температурах (750 °C и выше) и не приводит к вредным выбросам.

Первый продукт, водород, известен своей высокой плотностью энергии на единицу массы. В самом деле, многие рассматривают его как важный компонент энергетики будущего. Но водород уже сегодня важный промышленный товар, используемый в больших количествах для производства аммиака – ключевого продукта для производства удобрений. Тем не менее, большинство производств водорода в мире в настоящее время основано на традиционных технологиях, которые также используют природный газ в качестве сырья и выделяют двуокись углерода в процессе.

В то время как водород является основным продуктом реакции расщепления метана, её побочный продукт, твердый черный углерод, также является важным промышленным товаром. Он широко используется в производстве стали, углеродных волокон и многих других конструкционных материалов на основе углерода. Черный углерод, получаемый в ходе этой реакции, имеет высокое качество и чистоту.

Углерод – продукт реакции расщепления метана. Credit: Bild:KIT

Расщепление метана – не совсем новая идея: в последние два десятилетия, в различных учреждениях проводились эксперименты, доказавшие техническую возможность этого процесса. Но эти предыдущие попытки были ограничены такими вопросами, как низкий выход продуктов реакции и др.

В ходе настоящего исследования было решено создать экспериментальный реактор по расщеплению метана. Отправной точкой являлась конструкция реактора, предложенная Карло Руббиа, на основе технологии жидких металлов. Мелкие пузырьки метана вводили в нижнюю часть колонки, заполненной расплавленным оловом. Реакция расщепления происходит, когда эти пузырьки поднимаются к поверхности жидкого металла. Углерод отделяется на поверхности пузырьков и осаждается в виде порошка в верхней части реактора.

Испытания проходили с конца 2012 до весны 2015 года. Исследователи смогли оценить различные параметры технологии и выбрать конструкционные материалы. Окончательный дизайн  - это 1,2-метровое устройство, сделанное из кварца и нержавеющей стали. В самых последних экспериментах реактор работал без перерывов в течение двух недель, производил водород со скоростью преобразования 78% при температуре 1200 °С. Таким образом, реактор продемонстрировал технические возможности, которые будут необходимы для непрерывной работы в промышленных масштабах.

На следующем этапе исследование будет сосредоточено на оптимизации конструкции реактора и его постепенном масштабировании до более высоких скоростей производства.

Источник - http://www.nanonewsnet.ru/news/2015/bezvrednaya-bezotkhodnaya-tekhnologiya-vyrabotki-energii

 

Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта Карта сайта