11191

ريفورمينگ با بخار متان جهت توليد همزمان هيدروژن وجذب دي اكسيد كربن

1401-1402

دكتر سيد مهدي علوي

هم افزايش تقاضا براي انرژي پاك (انتشار كم آلاينده ها) و هم مشكل تغيير اقليم ناشي از گرم شدن كره زمين به دليل دي اكسيد كربن و متان (متان گاز گلخانه اي مضرتر از دي اكسيد كربن است) ما را به سمت جذب CO2 و منبع انرژي جديد سوق داده است. در اين فرآيند، استفاده از كاتاليزور الزامي است و در مقايسه با كاتاليزورهاي مبتني بر فلزات گرانبها، كاتاليزورهاي مبتني بر نيكل، فعاليت بالاو قابل قبول و هزينه كمتري دارند. كاتاليزورهاي مبتني بر نيكل، اگرچه به طور گسترده در فرآيندهاي اصلاح استفاده مي شوند، نسبت به كاتاليزورهاي مبتني بر فلزات نجيب كمتر فعال هستند و بيشتر مستعد غيرفعال شدن هستند. استفاده از پروموترها، كه مي تواند مقاومت كك كاتاليزورهاي مبتني بر نيكل را در فرآيندهاي اصلاحي بهبود بخشد، يك راه ممكن براي دستيابي به اين اثرات است. Ni/Y2Zr2O7-GNC بالاترين فعاليت و پايداري و قوي‌ترين مقاومت كك را در بين كاتاليزورهاي ساپورت‌هاي راديو اكتيو Y2Zr2O7 كه با روش‌هاي رسوب همزمان (Y2Zr2O7-CP) ،احتراق گليسين-نيترات (Y2Zr2O7-GNC) و هيدروترمال (Y2Zr2O7-HT) سنتز شده اند نشان مي‌دهد. جاذب جامد CaOبه دليل توانايي آن در حذف CO2تا غلظت بسيار كم ، اكثريت توجه رابه عنوان جاذب CO2به خود جلب كرده است. علاوه بر اين،CaO ارزان است و ميتواند از طيف گسترده ا ي ازپيش ساز ها ي فراوان و ارزان مانندسنگ آهك و دولوميت به دست آيد. كاهش توانايي جذب CaO پس از چرخه هاي كربناته-كلسيناسيون متعدد، نياز به يك ماده جاذب را تحميل كرد كه ظرفيت جاذب بالاي CaO و پايداري كافي را با هم تركيب كند. اين امر منجر به سنتز نوع جديدي جاذب CO2 قابل احيا مبتني بر Ca، CaO/Ca12Al14O33 شد. يك ماده هيبريدي جديد، NiO-CaO- Ca12Al14O33 ارائه شد كه به طور همزمان به عنوان كاتاليزور اصلاح كننده و جاذب CO2 براي كاربرد در اصلاح افزايش يافته جذب عمل مي كند. CaO-Ca12Al14O33 به عنوان يك جاذب موثر CO2 و همچنين به عنوان پشتيبان براي ذرات فعال فلزي نيكل عمل مي كند.خواص كاتاليزوري نيكل (4 و 10 درصد وزني) پشتيباني شده در هر دو پايه La2O3 و ZrO2 براي واكنش اصلاح بخار متان بين 475 درجه سانتي گراد و 700 درجه سانتي گراد در فشار اتمسفر مورد بررسي قرار گرفت كه غير فعالسازي ديده نشد. در ميان كاتاليزورهاي پشتيباني شده از ZnLaAlO4، بيشترين و كمترين عملكرد كاتاليزوري به ترتيب براي 3% Ru/ZnLaAlO4 و 3% Pt/ZnLaAlO4 اندازه‌گيري شد. با كمال تعجب، نمودارهاي TGA نانوكاتاليست‌هاي مورد استفاده تقريباً تشكيل كك را براي 3% Ru/ZnLaAlO4 و 3% Pt/ZnLaAlO4 كه توسط تصاوير FE-SEM پشتيباني مي‌شوند رسوب كربن را نشان نمي‌دهند. فاز فلزي تشكيل شده در Ni-Mg-Al و Ni-Zn-Al فعال ترين و مقاوم ترين فاز فلزي در شرايط واكنش در 600 درجه ساتي گراد بود. همچنين مشخص شد كه نانوالياف كربني بر روي كاتاليزورهاي Ni/a-Al2O3، Ni/SiO2 و Ni-Mg-Al در طول SMR در دماي 600 درجه سانتيگراد تشكيل شدند. به طور شگفت انگيزي، هيچ كربن رشته اي در نمونه Ni-Zn-Al مورد استفاده مشاهده نشد.

10/8/2022 12:00:00 AM

76234

1401/07/28

steam Methane reforming for simultaneous hydrogen production and carbon dioxide absorption

ريفورمينگ بخار متان , توليد هيدروژن , جذب دي اكسيد كربن , كاتاليست

Steam Methane Reforming , Hydrogen , Nickel Catalysts , Absorption