Ученые добились эффективного получения чистого водорода электрохимическим способом 

Изображение: схема работы водородного насоса

Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» показали перспективность выделения чистого водорода из продуктов паровой конверсии спиртов и эфиров электрохимическим способом. Они запатентовали установку, которая обеспечивает выше 90 % извлечения водорода с чистотой 99,96 об. %. Об этом сообщил в ходе V Российского конгресса «Роскатализ» ведущий научный сотрудник института Сухэ Бадмаев.  

Получение водорода из углеводородов и оксигенатов (прим.: спиртов и простых эфиров) обычно сопровождается образованием оксидов углерода. Чтобы очистить водород, ученые ИК СО РАН решили использовать электрохимический способ. Они разработали бифункциональные катализаторы для паровой конверсии оксигенатов и запатентовали устройство, которое состоит из водородного насоса (прим.: электрохимической ячейки) с мембраной на основе полибензимидазола, комбинированного с каталитическим реактором. В этом реакторе получают водородсодержащую смесь с минимальным содержанием монооксида углерода (прим.: СО), которая затем подается в водородный насос для извлечения чистого водорода. 

«Разработанные нами бифункциональные катализаторы благодаря наличию поверхностных кислотных и медьсодержащих центров обеспечивают полное превращение диметилового эфира, диметоксиметана и метанола в водородсодержащий газ с концентрацией СО менее 1 об. %. Это очень важно, потому что концентрация монооксида углерода напрямую влияет на эффективность работы водородного насоса», — рассказывает ведущий научный сотрудник отдела гетерогенного катализа к.х.н. Сухэ Бадмаев. По его словам, чем больше СО в реформате, тем больше поляризуется электрод за счет отравления электрокатализатора, соответственно, увеличивается расход электроэнергии на выделение чистого водорода.

В итоге ученым удается извлекать 90 % водорода с чистотой 99,96 % при энергетической эффективности более 75 %. Примечательно, что данная установка может работать как топливный элемент: если не нужно получать водород, она может генерировать  электроэнергию.

Следующий этап —  разработать технико-экономическое обоснование создания таких установок.

V Российский конгресс по катализу «Роскатализ» проходит с 21 по 26 апреля в Санкт-Петербурге. Это одно из крупнейших профильных мероприятий в сфере химической промышленности — в нем участвуют более 500 представителей научных и образовательных организаций, компаний, промышленных предприятий. Тематика конгресса — от нефтехимии и газохимии до водородной энергетики и экологических приложений.

Материал предоставлен пресс-службой ФИЦ «Институт катализа СО РАН»