Новый энергоэффективный способ производства газообразного водорода из этанола и воды может сделать чистое водородное топливо более жизнеспособной альтернативой бензину для автомобилей.
Исследователи из Университета штата Вашингтон использовали смесь этанола и воды и небольшое количество электроэнергии в новой системе преобразования для производства чистого сжатого водорода. Инновация означает, что водород можно будет производить на заправочных станциях, поэтому транспортировать придется только раствор этанола. Это важный шаг в устранении необходимости транспортировки газообразного водорода под высоким давлением , который был основным камнем преткновения для его использования в качестве экологически чистого энергетического топлива.
«Это новый взгляд на то, как производить газообразный водород», — сказал Су Ха, профессор Школы химической инженерии и биоинженерии Джина и Линды Войланд и автор статьи, опубликованной в журнале Applied Catalysis A. «Если ресурсов будет достаточно, я думаю, что в ближайшем будущем это может оказать большое влияние на водородную экономику».
Использование водорода в качестве топлива для автомобилей — многообещающая, но нереализованная чистая энергетика. Как и электромобиль, автомобиль на водородных топливных элементах не выделяет вредного углекислого газа. В отличие от электромобиля, его можно заправить газообразным водородом за считанные минуты на водородных заправочных станциях.
Однако, несмотря на перспективность водородной технологии, хранение и транспортировка газообразного водорода под высоким давлением в топливных баках создает серьезные проблемы с точки зрения экономики и безопасности. Из-за проблем в США мало инфраструктуры по производству водородного газа, а проникновение технологии на рынок очень низкое.
В своей работе исследователи WSU создали систему преобразования с анодом и катодом. Когда они подали небольшое количество электричества в смесь этанола и воды с катализатором, они смогли электрохимически произвести чистый сжатый водород. Углекислый газ из реакции улавливают в жидкой форме.
Вместо того, чтобы транспортировать опасный газообразный водород, метод конверсии будет означать, что можно будет использовать существующую инфраструктуру для транспортировки этанола и что сжатый газообразный водород можно будет легко и безопасно производить по требованию на заправочных станциях.
«Мы уже используем этанолсодержащий бензин на каждой заправке», — сказал Ха. «Вы можете себе представить, что смесь этанола и воды может быть легко доставлена на местную заправочную станцию, используя нашу существующую инфраструктуру, а затем, используя нашу технологию, вы можете производить водород, который готов закачать в автомобиль на водородных топливных элементах. Нам не нужно беспокоиться о хранении или транспортировке водорода».
Электрохимическая система, разработанная командой, использует менее половины электричества, необходимого для расщепления чистой воды — еще одного метода, который исследователи изучили для производства обезуглероженного водорода. Вместо того, чтобы усердно работать над сжатием газообразного водорода на более поздних этапах процесса, исследователи использовали меньше энергии, вместо этого сжимая смесь жидкого этанола, тем самым непосредственно производя уже сжатый газообразный водород.
«Присутствие этанола в воде меняет химический состав», — сказал аспирант Вей-Джюн Ван, соавтор статьи. «На самом деле мы можем проводить нашу реакцию при гораздо более низком электрическом напряжении, чем обычно требуется для электролиза чистой воды».
Их система также не требует дорогостоящей мембраны, которая требуется для других методов разделения воды. Полученный в результате электрохимической реакции водород готов к использованию.
«Процесс, который предлагает альтернативу электролизу воды с низкими затратами на электроэнергию и может эффективно улавливать углекислый газ при производстве сжатого водорода, может оказать значительное влияние на водородную экономику», — сказал Джейми Ки, постдокторский исследователь школы Voiland и один из ведущих авторов. на бумаге. «Это действительно интересно, потому что есть много аспектов, которые играют роль в улучшении методов производства водорода ».
Исследователи работают над масштабированием технологии и ее непрерывной эксплуатацией. Они также работают над использованием углекислого газа, захваченного жидкостью.
Теги: энергия
