Un nuovo modo più economico, più pulito e più conveniente per produrre gas idrogeno

⇧ [VIDÉO] Potrebbe piacerti anche questo contenuto del partner (dopo la pubblicità)

Questa nuova operazione, battezzata Kaper (l Riforma elettrochimica in fase caustica acquosa) permette di produrre idrogeno gassoso purissimo ad alta pressione, da etanolo in fase acquosa. Questo approccio richiede temperature e tensioni inferiori rispetto ai metodi tradizionali. Il sistema di conversione può così essere implementato direttamente presso le stazioni di servizio, eliminando i problemi di sicurezza (ei costi) legati al trasporto e allo stoccaggio dell’idrogeno ad alta pressione.

Questo metodo, recentemente sviluppato dai ricercatori della Washington State University, può aiutare a promuovere l’uso dell’idrogeno come combustibile pulito. Le auto a celle a combustibile a idrogeno sono già una soluzione presa in considerazione per ridurre le emissioni di anidride carbonica associate ai trasporti, poiché le celle a combustibile a idrogeno producono solo acqua. Ma nonostante i vantaggi ambientali di questa tecnologia, lotta per affermarsi per diversi motivi.

I costi di produzione dell’idrogeno sono oggi molto elevati. Il processo più comunemente utilizzato oggi è lo steam reforming, che consiste nel separare le molecole di metano (gas naturale) utilizzando vapore surriscaldato. Quindi si ottengono diidrogeno e anidride carbonica (quest’ultima richiede un dispositivo di cattura e stoccaggio). L’idrogeno può essere prodotto anche dall’elettrolisi dell’acqua (che si decompone in O2 e H2) – un metodo, tuttavia, meno redditizio, data la quantità di elettricità necessaria per questa elettrolisi. Inoltre si aggiungono i costi di trasporto dell’idrogeno pressurizzato ai punti di distribuzione.

La pressione viene effettuata alla fonte

L’approccio proposto dal professor Su Ha e dal suo team può risolvere tutti questi problemi. Il loro metodo richiede solo una piccola quantità di elettricità e una miscela di etanolo (C2h5OH) e acqua. ” È un nuovo modo di pensare a come viene prodotto l’idrogeno. Se ci sono risorse sufficienti, penso che abbia ottime possibilità di avere un impatto significativo sull’economia dell’idrogeno nel prossimo futuro. “,” conferma il mondo In un comunicato stampa.

READ  I ricercatori sconcertano sui corpi celesti appena scoperti
Il processo CAPER consente la produzione di gas idrogeno pronto all’uso a basso costo energetico. © BL Kee et al.

Il loro sistema di conversione utilizza un anodo e un catodo immersi in una miscela di etanolo e acqua, a cui viene aggiunto un catalizzatore. La reazione elettrochimica produce direttamente idrogeno pressurizzato puro, mentre l’anidride carbonica prodotta dalla reazione viene catturata dalla soluzione di elettrolita caustico. Il team ha riportato un’efficienza di Faraday (il rapporto tra la quantità di gas prodotta e la quantità di gas prodotta teoricamente durante l’elettrolisi) del 100%.

Il team afferma che il metodo utilizza meno della metà dell’elettricità necessaria per abbattere l’acqua pura. ” La presenza di etanolo nell’acqua cambia la chimica. Possiamo effettivamente condurre la nostra reazione a una tensione molto più bassa di quella normalmente richiesta per l’elettrolisi dell’acqua pura. Un altro vantaggio del processo CAPER: tutta la depressurizzazione viene eseguita sui reagenti nella fase liquida (miscela di etanolo + acqua) per evitare la compressione in fase gassosa meno efficiente (e più energivora), afferma Wei Junwang, coautore dell’articolo .

Un processo che fornisce un’alternativa efficiente dal punto di vista energetico all’elettrolisi dell’acqua e può catturare in modo efficiente la CO2 durante la produzione di idrogeno pressurizzato potrebbe avere un impatto significativo sull’economia dell’idrogeno. ha affermato Benjamin Key, coautore dell’articolo.

Esiste già una filiera completa

Il sistema inoltre non richiede una membrana costosa, a differenza di altri metodi di separazione dell’acqua. In effetti, alcune tecnologie attuali si basano sull’elettrolizzatore a membrana a scambio protonico, una membrana polimerica molto sottile, resistente ai gas, ma che consente il passaggio di ioni H.+. Quindi gli elettrodi sono disposti su entrambi i lati di questo materiale polimerico. Questo approccio prevede l’uso di materiali costosi.

READ  La NASA ha scattato una foto straordinaria della "galassia perduta": scienza e tecnologia dell'informazione

Pertanto, il processo CAPER consente davvero di produrre idrogeno a un costo inferiore. Con questo metodo di produzione, l’etanolo dovrà essere trasportato solo alle stazioni di rifornimento; La fabbricazione può quindi essere eseguita in loco e su richiesta e in completa sicurezza. L’etanolo è ricco di idrogeno e può essere facilmente ottenuto in grandi quantità (in particolare dalla fermentazione di risorse rinnovabili). Inoltre, la filiera dell’etanolo è già attiva (la benzina contenente etanolo è già distribuita in tutte le stazioni di servizio).

Come le auto elettriche, un’auto a celle a combustibile a idrogeno non emette anidride carbonica. Ma a differenza delle auto elettriche, ha il vantaggio di poter fare rifornimento in pochi minuti (anziché a volte diverse ore per ricaricare le batterie). Soprattutto perché l’idrogeno prodotto dalla reazione elettrochimica è pronto per l’uso qui.

I ricercatori stanno ora cercando di far avanzare la loro tecnologia e farla funzionare in modo coerente. Utilizzano anche l’anidride carbonica prodotta durante la reazione e intrappolata nel liquido.

fonte : BL Kee et al., Catalisi applicata A: Generale

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.