Stort skridt fremad i produktionen af ​​grøn brint

Den første termodynamisk reversible kemiske reaktor, der er i stand til at producere brint som en ren produktstrøm, repræsenterer et "transformationelt" skridt fremad i den kemiske industri, hævder forfatterne af en ny undersøgelse.

Den nye reaktor, beskrevet i dag i det prestigefyldte akademiske tidsskrift Naturkemi , undgår at blande reaktantgasser ved at overføre oxygen mellem reaktantstrømme via et faststof-iltreservoir.

Dette reservoir er designet til at forblive tæt på ligevægt med de reagerende gasstrømme, når de følger deres reaktionsbane og bevarer således en 'kemisk hukommelse' om de forhold, det har været udsat for.

Resultatet er, at brint produceres som en ren produktstrøm, fjernelse af behovet for dyr adskillelse af slutprodukterne.

ledet af Newcastle University, Storbritannien, forskningen involverede eksperter fra universiteterne i Durham og Edinburgh og European Synchrotron Radiation Facility i Frankrig, og blev finansieret af Engineering and Physical Sciences Research Council (EPSRC).

Professor Ian Metcalfe, hovedforfatter og professor i kemiteknik ved Newcastle University sagde:

"Kemiske ændringer udføres normalt via blandede reaktioner, hvor flere reaktanter blandes sammen og opvarmes. Men det fører til tab, ufuldstændig omdannelse af reaktanter og en endelig blanding af produkter, der skal adskilles.

"Med vores hydrogenhukommelsesreaktor kan vi producere ren, adskilte produkter. Man kan kalde det den perfekte reaktor."

Det mest rigelige element i universet

Brint er det mest udbredte grundstof i universet. Fremstillet gennem spaltning af vandmolekyler, skiftet til vedvarende energi har ført til en stigning i såkaldt 'grøn brint'.

Brint er et rent og nyttigt energilager og kan bruges som brændstof, til at generere elektricitet og kan lagres og transporteres via gasnettene.

Alle processer - det være sig kemiske, mekaniske eller elektriske - er termodynamisk irreversible, og er mindre effektive, end de ellers kunne være.

Det betyder, at i traditionelle kemiske reaktorer, når brint produceres, skal det adskilles fra andre produkter, en proces, som er både omkostningsfuld og ofte energikrævende.

Beskriver deres nye system, holdet demonstrerer en kemisk reaktor, der for første gang er i stand til at nærme sig termodynamisk reversibel drift.

Reaktion af vand og kulilte for at danne brint og kuldioxid, systemet forhindrer også, at kulstof transporteres ind i hydrogenproduktionsstrømmen som kulilte eller kuldioxid, dermed undgå forurening af produktet.

At 'vende' reservoiret lidt som en kontakt, holdet viste, at det er muligt at opnå høj omdannelse i systemet, så kuldioxid og brint produceres i hver ende af reaktoren som rene produkter.

"Mens konventionel brintproduktion kræver to reaktorer og en adskillelse, vores reaktor udfører alle trinene i én enhed, " tilføjer professor Metcalfe.

"Og mens vi demonstrerer konceptet med brint, hukommelsesreaktorkonceptet kan også anvendes på andre processer."