Перспективы мембранного катализа в водородной энергетике. Мини‑обзор
Аннотация
Без сомнения, развитие водородной энергетики сегодня чрезвычайно актуально, поскольку она не только позволяет решить проблему выработки энергии из возобновляемого источника воды, но и может исключить образование парниковых газов. Говорят, что все новое – это хорошо забытое старое. Статья, в первую очередь, посвящена превосходной, но до сих пор не реализованной работе Сент-Клера Девилля, который получил водород из водяного пара, применяя мембранный метод. Он использовал глиняную трубку в качестве мембраны, избирательно пропускающей водород. Процесс происходил при нагревании до 950 °C. Сент-Клер Девиллю удалось получить только смесь водорода и кислорода в соотношении 4:1, а затем применить химические реакции для очистки продукта от кислорода.
Современные мембранные катализаторы на основе палладия или его сплавов избирательно проницаемы исключительно для водорода. Это означает, что метод мембранного катализа с мембранами из палладия позволит более эффективно осуществлять процесс термической диссоциации воды и решить проблемы водородной энергетики, используя только возобновляемое сырье.
В этом обзоре также рассмотрена история открытия водорода и методов его получения. Дан анализ различных методов производства энергии – ископаемое сырье, ветродвигатели, солнечные батареи, гидроэнергетика, электролиз, атомная энергетика, на основе которых составляется прогноз. Обзор следует рассматривать как приглашение к дальнейшим дискуссиям на эту очень актуальную и важную тему
Скачивания
Литература
Cavendish H. Three papers, containing experiments on factitious air. Proceedings of the Royal Society of London, Philosophical Transactions of the Royal Society. 1766; 56: 141-184. / Three papers, containing experiments on factitious air. The Scientific Papers of the Honourable Henry Cavendish. 77–101. https://doi.org/10.1017/cbo9780511722424.005
Nicholson W., Carlisle A. V. Letter from Henry Moyes M. D. to Maxwell Garthshore M. D. containing an account of some interesting experiments in galvanic electricity. The Philosophical Magazine. 1800; 7(28), 347–350. https://doi.org/10.1080/14786440008562594
Saint-Claire Deville H. Sur la phenomenes de dissociation. Arch. Sci. Phys. Natur. 1859;6: 266–275.
Sainte-Claire Deville H. Recherches sur la decomposition. Arch. Sci. Phys. Natur. 1860;9: 51–68.
Sainte-Claire Deville H. De la dissociation ou decomposition spontanee des corps sous l’influence de la chaleur. Compt. Rend. 1867;45: 857–861.
Sainte-Claire Deville H. Lecons sur la dissociation professeesdevant la Societe Chimique de Paris en 1864 et 1865. Paris; 1866. p. 255–278.
Graham T. LVIII. On the law of the diffusion of gases. In: The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science. 1833;2(11): 351–358. https://doi.org/10.1080/14786443308648056
Girard J. Principles of environmental chemistry. Boston: Iones & Batrtlett Publishers; 2005. 677 p.
Yergin D. The Quest. Energy, security, and the remarking of the modern world. N.Y., London, Toronto, Sydney: Penguin Books; 2002. 832 p.
Liebig J. Die organische Chemie in ihrer Anwendung auf Agricultur und Phisiologie. Braunschweig, F. Vieweg;1840. https://doi.org/10.5962/bhl.title.42117
Strube W. Der historische Weg der Chemie Band 2. Leipzig, VEB Deutscher Verlag fuer Grundstoffindustry; 1976.
Kesore K., Ringer N., Gebert S., Rice D. Iron catalyst stands the test of time. Nitrogen+Syngas. 2009;300.
Delft van Y. V., Correia L. A., Overbeek J. P., … Jansen D. Hydrogen membrane reactor for industrial hydrogen. Available at: https://www.researchgate.net/publication/265665851_Hydrogen_membrane_reactor_for_industrial_hydrogen_production_and_power_generation
Chorkendorf I., Niemantsverdriet J. W. Concept of modern catalysis and kinetics. Weinheim, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA; 2007. 457 p.
Schmidt O., Gamphir A., Staffell I., Hawkes A., Nelson J., Few S. Future cost and performance of water electrolysis: An aspect elicitation study. International Journal of Hydrogen Energy. 2017; 42(52), 30470–30492. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2017.10.045
Shiva Kumar S., Himabindu V. Hydrogen production by PEM water electrolysis - A. review. Material Science for Energy Technologies. 2019;2(3): 442–454. https://doi.org/10.1016/j.mset.2019.03.002
Shaposhnik V. A., Mazo A. A., Frölich P. Ecological aspects of the extreme purification of water. Russian Chemical Reviews. 1991;60(11): 1284–1292. https://doi.org/10.1070/rc1991v060n11abeh001146
Stiles D. A., Wells P. H. The production of ultrapure hydrogen. Platinum Metals Rev. 1972; 16(4); 124-128. Available at: https://technology.matthey.com/documents/496120/626258/pmr-v16-i4-124-128.pdf/493ff7f4-d447-2b5b-52e2-800a3fa501bb?version=1.0&t=1656009920233
Eisenberg D., Kauzmann W. The structure and properties of water. Oxford New York, University Press; 1969. 300 p. / Eisenberg D., Kauzmann W. The structure and properties of water. 2005. https://doi.org/10.1093/acprof:oso/9780198570264.001.0001
Maggio G., Nicita A., Squadrito G. How the hydrogen production from RES could change energy and fuel markets: A Review of recent literature. International Journal of Hydrogen Energy. 2019;44:11371–11384. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2019.03.121
Shaposhnik V. A. Ab initio calculation of catalytical atomization reaction of water molecules on the surface of palladium membrane. Proceedings of the International Conference “Ion transport in organic and inorganic membranes”. Sochi; 2015. p. 265-266.
Lehn J.-M. Supramolecular chemistry. Conceps and perspectives. VCH: Weinheim, N.Y., Basel, Tokyo; 1995. 271 p.
Szent-Györgyi A. Oxidation, energy transfer and vitamin. Available at: https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/1937/szent-gyorgyi/lecture/
Copyright (c) 2024 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
