Читайте также:
|
Водород из биомассы получается термохимическим или биохимическим способом. При термохимическом методе биомассу нагревают без доступа кислорода до температуры 500—800 °C (для отходов древесины), что намного ниже температуры процесса газификации угля. В результате процесса выделяется H2, CO и CH4.
Себестоимость процесса $5–7 за килограмм водорода. В будущем возможно снижение до $1,0—3,0.
В биохимическом процессе водород вырабатывают различные бактерии, например, Rodobacter speriodes.
Снижение цены водорода возможно при строительстве инфраструктуры по доставке и хранению водорода. В США действует 750 километров, а в Европе — 1500 километров водородных трубопроводных систем. Трубопроводы действуют при давлении 10—20 бар, изготовлены из стальных труб диаметром 25—30 см. Старейший водородный трубопровод действует в районе германского Рура. 210 километров трубопровода соединяют 18 производителей и потребителей водорода. Трубопровод действует более 50 лет без аварий. Самый длинный трубопровод длиной 400 километров проложен между Францией и Бельгией.
После небольших изменений водород может передаваться по существующим газопроводам природного газа.
Водород в настоящее время, в основном, применяется в технологических процессах производства бензина и для производства аммиака. США ежегодно производят около 11 миллионов тонн водорода, что достаточно для годового потребления примерно 35—40 миллионов автомобилей.
Департамент Энергетики США (DoE) прогнозирует, что стоимость водорода сравняется со стоимостью бензина к 2015 году.
Получение водорода из дешевой растительной биомассы может стать реальным источником топлива в промышленном масштабе.
Использование водорода как топлива не новинка, однако пока способы получения водорода не способствовали образу водорода как чистого, простого и экономного энергоносителя.
Как известно, сегодня наиболее широко используемым способом получения водорода Н2 является выделение его из горючих ископаемых, в частности из природного газа.
Технологии, которые при этом используются, нуждаются в весьма высоких температурах, что чревато, например, выделением нежелательного СО2, да и сами процессы являются многоступенчатыми, что может быть экономически невыгодным и требует разработки дополнительных технологий и механизмов.
Ученые университета штата Висконсин в Мэдисоне, работающие над проектом MADISON, создали технологию получения водорода из растительного сырья, которое негорюче, нетоксично и может транспортироваться в форме сахаристых веществ.
Так, согласно утверждению Рэнди Контрайта и Джеймса Думесика, создателей методики, водород может составлять до 50 процентов продуктов переработки глюкозы (сахара), в больших количествах присутствующего в растениях, животных, да и в нашем организме, где она служит источником энергии. Другими продуктами переработки являются углекислый газ и газообразные алканы (насыщенные углеводороды, например пропан, бутан и т. д.). В небольших количествах выделяются некоторые спирты (к примеру, метанол), которые также конвертируются в Н2 и CO2.
Такое сырье, как глюкоза, и сейчас добывается в значительных количествах в форме так называемого злакового сиропа, вырабатываемого из зернового крахмала, но также может быть получено из сахарной свеклы, а также дешевых отходов целлюлозно-бумажной промышленности, зерновых или древесных отходов. Больше того, сама углекислота, которая выделяется при получении водорода, может быть использована при тепличном выращивании растительного сырья следующего урожая.
Опыты показывают, что при повышенном содержании в воздухе углекислоты наблюдается повышение продуктивности растений. Одним из важных преимуществ разрабатываемой технологии является то, что процессы получения водорода проходят в жидкой фазе при сравнительно низких температурах (около 227°). Это позволяет значительно сократить объемы использованной энергии по сравнению с получением водорода из этанола или горючих ископаемых, которые связаны с перегонкой обрабатываемой смеси в парообразном состоянии.
В связи с низкой температурой минимально также выделение моноксида углерода, который, являясь активным веществом, взаимодействует с поверхностью электродов и повреждает ее. Незначительное присутствие СО позволяет сделать получение водорода одноэтапным процессом.
«Таким образом, получение водорода из дешевой растительной биомассы может стать реальным источником топлива в промышленном масштабе», – утверждают разработчики метода. И все же до начала возможной промышленной эксплуатации данной технологии она нуждается в ряде доработок. Так, в частности, необходимо разработать альтернативу недешевому платиновому катализатору, а также приспособить процесс для более эффективной работы с глюкозой в более высоких концентрациях
По мнению разработчиков, все это вполне реально и позволит повысить объемы получаемого водородного топлива.
Дата добавления: 2015-04-20; просмотров: 112 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |