А как же оно тикает?
11,406,186
15,322
|
DeC ( Слушатель ) |
| 10 фев 2024 02:55:57 |
Институт катализа СО РАН первым в мире нашёл перспективную замену углеводородам для получения синтез-газа
новая дискуссия Новость 959
08 февраля 2024
Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и Водородного центра компетенций Национальной технологической инициативы на его базе первыми в мире успешно провели воздушную конверсию синтетического органического соединения диметоксиметана в синтез-газ для питания твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Сравнительно низкая температура реакции в 400°C и высокая чистота продукта позволяет сделать энергоустановки на основе таких ТОТЭ автономными, мобильными и более компактными.
Диметоксиметан, или метилаль — кислородсодержащее органическое соединение. Его используют в лакокрасочной, косметической, фармацевтической и полимерной промышленности. Это соединение получают из метанола, но в отличие от него метилаль не ядовит, вызывает меньше коррозии и более удобен в обращении. Благодаря своим свойствами диметоксиметан перспективен для применения в водородной энергетике как альтернативное углеводородам сырье для получения синтез-газа — топлива для энергоустановок на основе ТОТЭ. Эти устройства рассматривают как экологически чистые и безопасные источники электроэнергии.
Традиционно синтез-газ, содержащий водород и монооксид углерода, получают каталитической конверсией метана, но выбросы углекислого газа при этом процессе высоки. Ученые Института катализа СО РАН и Водородного центра НТИ первыми в мире получили синтез-газ из диметоксиметана путем воздушной конверсии. Для этого они разработали высокоэффективные нанесенные катализаторы с содержанием платины всего в один весовой процент. Так, чтобы обеспечить работу энергоустановки мощностью 1 кВт, понадобится всего 80 мг металла (Pt) в составе катализатора.
Основные преимущества технологии — низкая температура реакции (вдвое ниже, чем у паровой конверсии метана), отсутствие необходимости очищать газ и автономность установки. Реакцию можно проводить без внешнего источника энергии, а суммарное содержание водорода и монооксида углерода на выходе из каталитического реактора достигает почти 70%. При использовании паровой конверсии метана эта цифра — около 50%. Кроме того, в процессе воздушной конверсии можно использовать и метанол, который более доступен.
«Мы впервые показали возможность получения синтез-газа из диметоксиметана путем воздушной конверсии. Более того, процесс может запускаться без использования внешних источников энергии за счет адиабатического разогрева Pt-содержащего катализатора при подаче реакционной смеси. Вопреки термодинамике, реакция протекает максимально эффективно уже при 400оС — диметоксиметан и кислород из воздуха полностью конвертируются в синтез-газ с высоким содержанием водорода и СО. Еще один важный момент — нам не нужно очищать исходный реагент от серы, то есть не нужны дополнительные элементы конструкции. Всё это позволяет делать электрогенераторы на основе ТОТЭ автономными, компактными и мобильными», — рассказывает автор исследования, ведущий научный сотрудник отдела гетерогенного катализа ИК СО РАН к.х.н. Сухэ Бадмаев.
Диметоксиметан наряду с метанолом, диметиловым эфиром, формальдегидом и муравьиной кислотой относится к так называемым C1-химическим соединениям. По словам руководителя Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» д.х.н. Павла Снытникова, эти соединения составляют основу быстро развивающейся газохимической отрасли.
«Развитие энергетики, транспорта, химических производств напрямую связано с газохимией. На первый план будут выходить продукты и технологии переработки природного газа, в первую очередь продукты С1-химии, «кирпичики» газохимической отрасли. Эти соединения частично станут альтернативой углеводородам и в конечном счете снизят общий углеродный след», — отмечает ученый.
Источник
Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и Водородного центра компетенций Национальной технологической инициативы на его базе первыми в мире успешно провели воздушную конверсию синтетического органического соединения диметоксиметана в синтез-газ для питания твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ). Сравнительно низкая температура реакции в 400°C и высокая чистота продукта позволяет сделать энергоустановки на основе таких ТОТЭ автономными, мобильными и более компактными.
Диметоксиметан, или метилаль — кислородсодержащее органическое соединение. Его используют в лакокрасочной, косметической, фармацевтической и полимерной промышленности. Это соединение получают из метанола, но в отличие от него метилаль не ядовит, вызывает меньше коррозии и более удобен в обращении. Благодаря своим свойствами диметоксиметан перспективен для применения в водородной энергетике как альтернативное углеводородам сырье для получения синтез-газа — топлива для энергоустановок на основе ТОТЭ. Эти устройства рассматривают как экологически чистые и безопасные источники электроэнергии.
Традиционно синтез-газ, содержащий водород и монооксид углерода, получают каталитической конверсией метана, но выбросы углекислого газа при этом процессе высоки. Ученые Института катализа СО РАН и Водородного центра НТИ первыми в мире получили синтез-газ из диметоксиметана путем воздушной конверсии. Для этого они разработали высокоэффективные нанесенные катализаторы с содержанием платины всего в один весовой процент. Так, чтобы обеспечить работу энергоустановки мощностью 1 кВт, понадобится всего 80 мг металла (Pt) в составе катализатора.
Основные преимущества технологии — низкая температура реакции (вдвое ниже, чем у паровой конверсии метана), отсутствие необходимости очищать газ и автономность установки. Реакцию можно проводить без внешнего источника энергии, а суммарное содержание водорода и монооксида углерода на выходе из каталитического реактора достигает почти 70%. При использовании паровой конверсии метана эта цифра — около 50%. Кроме того, в процессе воздушной конверсии можно использовать и метанол, который более доступен.
«Мы впервые показали возможность получения синтез-газа из диметоксиметана путем воздушной конверсии. Более того, процесс может запускаться без использования внешних источников энергии за счет адиабатического разогрева Pt-содержащего катализатора при подаче реакционной смеси. Вопреки термодинамике, реакция протекает максимально эффективно уже при 400оС — диметоксиметан и кислород из воздуха полностью конвертируются в синтез-газ с высоким содержанием водорода и СО. Еще один важный момент — нам не нужно очищать исходный реагент от серы, то есть не нужны дополнительные элементы конструкции. Всё это позволяет делать электрогенераторы на основе ТОТЭ автономными, компактными и мобильными», — рассказывает автор исследования, ведущий научный сотрудник отдела гетерогенного катализа ИК СО РАН к.х.н. Сухэ Бадмаев.
Диметоксиметан наряду с метанолом, диметиловым эфиром, формальдегидом и муравьиной кислотой относится к так называемым C1-химическим соединениям. По словам руководителя Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» д.х.н. Павла Снытникова, эти соединения составляют основу быстро развивающейся газохимической отрасли.
«Развитие энергетики, транспорта, химических производств напрямую связано с газохимией. На первый план будут выходить продукты и технологии переработки природного газа, в первую очередь продукты С1-химии, «кирпичики» газохимической отрасли. Эти соединения частично станут альтернативой углеводородам и в конечном счете снизят общий углеродный след», — отмечает ученый.
Источник
ОТВЕТЫ (13)
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 10 фев 2024 05:05:06 |
Цитата: DeC от 10.02.2024 02:55:57
Какая то если не глупость, то близко к этому. Ибо двойной передел.
|
Luddit ( Слушатель ) |
| 10 фев 2024 09:50:57 |
Цитата: Пенсионэр от 10.02.2024 05:05:06
Ну тут интересен итоговый КПД по электричеству на выходе. Многие топливные элементы эффективнее тепловых машин, высокотемпературные на метаноле дают 50% в электричество.
При этом передел топлива идёт в больших стационарных промышленных установках, а тратить можно во всякой мелочи, не таская с собой ДВС со всем обвесом (только систему охлаждения, что в нашем климате скорее плюс, не надо выбирать согреться или проехать подальше).
|
rommel.lst ( Слушатель ) |
| 10 фев 2024 12:06:24 |
Цитата: Luddit от 10.02.2024 09:50:57
Примерно так:
Здесь КПД считаются для привычных ТОТЭшек на метане. Но сам по себе общий КПД - это еще не все, интересно узнать удельные параметры..
Цымес этих игрищ с ТЭ в том, что хранить водород - это боль, и его получение непосредственно перед использованием из чего-то относительно просто хранимого является очень привлекательным вариантом для тех, кто работает с топливными элементами.. Ну, а генераторный газ - это давно уже привычный источник водорода, и его производство упирается только в эффективность и удобство конкретного процесса газификации первичного топлива.. Тут, видимо с удобством хорошо получилось - относительно низкотемпературная газификация массово производящейся и дешевой жЫжЫ с хорошим выходом водорода оказалась очень в тему..
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 10 фев 2024 12:46:18 |
Интегральный КПД относительно метана однозначно ниже. Прежде чем произвести "массово производящейся и дешевой жЫжЫ" нужно затратить кучу энергии и материалов. Минимальная оптовая цена его 410 баксов/тн - это то, что я смог найти в сети - примерно как 92 бензина. Количество молей водорода будет меньше,чем при прямой конверсии метана. Поэтому мне непонятна вся эта конъюнктурная возня.
|
|
rommel.lst ( Слушатель ) |
| 10 фев 2024 13:03:18 |
Цитата: Пенсионэр от 10.02.2024 12:46:18
Тут ключевой момент, что она уже массово производится, а цена на уровне бенза - вполне приемлема.
Да, какая возня? Кто-то тривиально пиарит свою разработку..
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 10 фев 2024 13:16:52 |
Простая арифметика. 1 куб метана 0,714 кг. 1000 кубов стоят, грубо говоря, например, 500 долларов, это 0,714 тонны. Стоимость диметоксиметана функция стоимости метана. Дальше кроме логики ничего не нужно.)
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 10 фев 2024 13:23:21 |
Цитата: Пенсионэр от 10.02.2024 12:46:18
Это скорее за кг. Метилаль, 99%
Красиво жыть не запретишь.
Синтез ерунда - Ссылка -
Синтез и структура
Он может быть получен окислением метанола или реакцией формальдегида с метанолом. В водной кислоте он гидролизуется обратно до формальдегида и метанола.
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 10 фев 2024 13:30:05 |
Цитата: ДядяВася от 10.02.2024 13:23:21
Ну дык метанол и формальдегид производят из синтез-газа, полученного из метана. Тогда вообще сплошной круговорот водорода в природе.)))
|
|
GrinF ( Слушатель ) |
| 12 фев 2024 18:07:34 |
Цитата: ДядяВася от 10.02.2024 13:23:21
нашел тут статью по синтезу класса подобных полиэфиров . Сквозной энергетический КПД при синтезе из первичных энергоносителей 53 %. умножаем еще на 0,7 (КПД топливного элемента) получаем 36%, что сравнимо с не самыми лучшими преобразователями энергии газовыми турбинами. О большой энергетике все понятно (за исключением того что можно получать мептанол формаолин из растительного сырья)... Но в принципе как альтернатива ДВС - ну вполне удобоварима, хотя КПД ПГУ уже за 40%...Теппрь динамические ньанесы - скорость любой реакции в твердом теле (именно там идет окисление) ограничиваться будет скоростью диффузии компонентов к зоне реакции), поэтому больших установок и ждать не приходится, ну и непонятно тогда скорость адаптации по перменнные назрузки
https://pubs.rsc.org…d1se01270c
|
|
Пенсионэр ( Слушатель ) |
| 12 фев 2024 19:34:15 |
Цитата: GrinF от 12.02.2024 18:07:34
Адаптация к переменным нагрузкам наверно не самый сложный вопрос, ибо ТЭ всё равно работает с аккумулятором, только общий КПД надо ещё уменьшить.
|
adolfus ( Слушатель ) |
| 15 фев 2024 11:01:49 |
Цитата: Пенсионэр от 10.02.2024 05:05:06
Человек этот не ученый, а чиновник от науки. Эти жулики только и делают, что сидят на потоках бабла с очевидными целями – пилить, Этот специализируется на "снижении углеродного следа".