Νέα διαδικασία που θα μπορούσε να ωφελήσει την παγκόσμια οικονομία Η2 αποκαλύφθηκε στη Ν. Κορέα - Έρχεται σε έντονη αντίθεση με τις συμβατικές μεθόδους που συνήθως λειτουργούν μεταξύ 752 βαθμών Φαρενάιτ (400°C) έως 1112°F (600°C) και απαιτούν δαπανηρά βήματα καθαρισμού
Μια νέα διαδικασία που θα μπορούσε να ωφελήσει την παγκόσμια οικονομία υδρογόνου αποκαλύφθηκε από το Εθνικό Ινστιτούτο Επιστήμης και Τεχνολογίας του Ουλσάν (UNIST) στη Νότια Κορέα.
Τα ευρήματα δημοσιεύθηκαν στο Journal of the American Chemical Society.
Η ερευνητική ομάδα ανέπτυξε μια νέα διαδικασία που εξάγει 100% καθαρό υδρογόνο από αμμωνία σε χαμηλές θερμοκρασίες.
Αυτό επιτεύχθηκε χρησιμοποιώντας μια διαδικασία άλεσης με σφαιρίδια για την ολοκλήρωση της αποσύνθεσης της αμμωνίας και την απελευθέρωση υδρογόνου σε μόλις 122 βαθμούς Φαρενάιτ (50°C).
Η διαδικασία έρχεται σε έντονη αντίθεση με τις συμβατικές μεθόδους που συνήθως λειτουργούν μεταξύ 752 βαθμών Φαρενάιτ (400°C) έως 1112°F (600°C) και απαιτούν δαπανηρά βήματα καθαρισμού.
Υδρογόνο από αμμωνία
Η αμμωνία είναι ένας ελκυστικός, καθαρός φορέας καυσίμου για την οικονομία υδρογόνου για διάφορους λόγους.
Για παράδειγμα, έχει υψηλή περιεκτικότητα σε υδρογόνο και επωφελείται από μια καθιερωμένη παγκόσμια υποδομή για την αποθήκευση και τη μεταφορά της.
Ωστόσο, η τυπική διαδικασία πυρόλυσης αμμωνίας για την απελευθέρωση αυτού του αποθηκευμένου υδρογόνου είναι ενεργοβόρα, απαιτώντας υψηλές θερμοκρασίες λειτουργίας.
Επιπλέον, αυτή η αποσύνθεση σε υψηλή θερμοκρασία συχνά συμπαράγει άλλα στοιχεία όπως το άζωτο.
Η παραγωγή αζώτου απαιτεί πρόσθετα, ενεργοβόρα βήματα καθαρισμού για να αποδώσει το υδρογόνο υψηλής καθαρότητας που απαιτείται για τις κυψέλες καυσίμου.
Ως εκ τούτου, όσο περισσότερα είναι τα βήματα, τόσο μεγαλύτερη είναι η κατανάλωση ενέργειας και το κόστος παραγωγής.
Διαδικασία
Σε αυτή τη νέα εξέλιξη, η ομάδα έχει λύσει την μακροχρόνια πρόκληση του διαχωρισμού και του καθαρισμού του υδρογόνου από την αμμωνία.
Η καινοτόμος τεχνική επικεντρώνεται σε μια μηχανοχημική διαδικασία που πραγματοποιείται σε έναν σφαιρόμυλο, ο οποίος είναι ένα σφραγισμένο δοχείο γεμάτο με κεραμικές ή χαλύβδινες χάντρες.
Το αέριο αμμωνίας και το λεπτοκονιοποιημένο πυρίτιο εισάγονται στον μύλο. Το δοχείο ανακινείται έντονα και η προκύπτουσα μηχανική κρούση και τριβή ενεργοποιούν τη σκόνη πυριτίου.
Το ενεργοποιημένο πυρίτιο αποσυνθέτει γρήγορα την αμμωνία, απελευθερώνοντας αέριο υδρογόνο.
Ένα βασικό χαρακτηριστικό είναι η επί τόπου απομάκρυνση του υποπροϊόντος αζώτου (N2).
Το N2 αντιδρά αμέσως με το πυρίτιο για να σχηματίσει στερεό νιτρίδιο του πυριτίου, το οποίο παραμένει εντός του συστήματος αντί να αναμιγνύεται με το H2.
Αυτός ο μηχανισμός αυτοκαθαρισμού είναι απαραίτητος για την παραγωγή H2 υψηλής καθαρότητας χωρίς περαιτέρω βήματα διαχωρισμού.
Τα αποτελέσματα έδειξαν ρυθμό παραγωγής υδρογόνου 102,5 mmol ανά ώρα, με άψογη καθαρότητα 100%.
Πυρίτιο από απορριπτόμενα ηλιακά πάνελ
Εκτός από την απόδοση, η τεχνολογία έχει και άλλα αξιοσημείωτα διαπιστευτήρια βιωσιμότητας.
Η διαδικασία αποδείχθηκε ότι αποδίδει εξίσου καλά όταν χρησιμοποιείται πυρίτιο που ανακτάται από ηλιακά πάνελ στο τέλος του κύκλου ζωής τους, αντί για εμπορική σκόνη πυριτίου.
Δημιουργεί μια βασική ευκαιρία για την αντιμετώπιση της τεράστιας περιβαλλοντικής πρόκλησης που θέτουν τα φωτοβολταϊκά απόβλητα, τα οποία προβλέπεται να ξεπεράσουν τα 80 εκατομμύρια τόνους έως το 2050.
Τα οφέλη επεκτείνονται περαιτέρω με την παραγωγή νιτριδίου του πυριτίου, ενός πολύτιμου υποπροϊόντος εντός δευτερογενών μπαταριών.
Όταν χρησιμοποιήθηκε σε μπαταρίες ιόντων λιθίου, επέδειξε εξαιρετική απόδοση, διατηρώντας πάνω από 80% χωρητικότητα μετά από 1.000 κύκλους.
Αυτή η νέα εξέλιξη θα μπορούσε να βοηθήσει στην προώθηση της καθαρής ενέργειας, προσφέροντας μια βιώσιμη, οικονομικά αποδοτική και εξαιρετικά αποτελεσματική λύση για την παραγωγή υδρογόνου.
www.worldenergynews.gr
