[월간수소경제 박상우 기자] Uma equipe de pesquisa liderada pelo Dr. Shin Geun Lee do Laboratório de Conversão de Energia de Alta Temperatura do Instituto de Pesquisa de Energia da Coreia (doravante referido como Instituto de Pesquisa de Energia da Coreia) conseguiu produzir hidrogênio de alta pureza de mais de 99,99% desenvolvendo um reator de membrana integrado que pode decompor amônia em hidrogênio e purificado ao mesmo tempo.
A tecnologia de reforma de amônia composta de membrana catalítica de baixa temperatura desenvolvida desta vez é uma tecnologia que pode produzir hidrogênio verde a partir de amônia usando um reator de membrana de paládio a uma temperatura inferior a 500°C. Em particular, o separador desenvolvido pela equipe de pesquisa é útil porque foi localizado com sucesso após anos de pesquisa e desenvolvimento.
Dentre os vários métodos de produção de hidrogênio limpo, um método de produção de hidrogênio utilizando amônia, que é um líquido a baixa pressão e alta temperatura, é de fácil armazenamento e transporte na forma líquida, está chamando a atenção.
Para extrair hidrogênio da amônia, é usado o método de decomposição usando um catalisador. Em geral, esta reação se decompõe 95% ou mais a 400°C ou mais, mas a atividade do catalisador comercial é baixa, então a temperatura deve ser aumentada para 600°C ou mais para aumentar a taxa de decomposição. Além disso, o nitrogênio é removido por PSA (adsorção de oscilação de pressão) para produzir alta pureza, mas a produção de alta pureza é difícil devido à limitação do adsorvente que só pode absorver nitrogênio.
Assim, a equipe de pesquisa conseguiu desenvolver um reator de membrana integrado capaz de decompor 98% ou mais de amônia a uma temperatura inferior a 100°C e purificá-la ao mesmo tempo usando uma membrana de paládio e um catalisador de decomposição de amônia.
O atual reator para extração de hidrogênio à base de amônia é composto por um reator que analisa a amônia e uma tecnologia para refiná-la usando PSA (adsorção por oscilação de pressão) e TSA (adsorção por flutuação de temperatura).
Aqui, os pesquisadores tornaram possível purificar o hidrogênio ao mesmo tempo em que o hidrogênio era produzido usando a separação de hidrogênio por membrana sem a tecnologia de purificação PSA ou TSA. Ao refinar o hidrogênio ao mesmo tempo que a produção, baixou a temperatura de decomposição e tornou possível produzir hidrogênio de alta pureza ao mesmo tempo através do princípio de Le Chatelier devido ao efeito de remover produtos da reação de equilíbrio.
O mais importante no reator de membrana é o desempenho e o preço da membrana, e a equipe de pesquisa aprimorou o “método sem galvanoplastia” para superar os problemas de alto preço e precisão de fabricação, que foram identificados como as limitações do membrana de paládio existente. Por isso, foi confirmado que a extração de hidrogênio era possível a uma temperatura baixa de 500 ° C ou menos com menos da metade da quantidade de paládio.
Como resultado de testes com a instalação de várias membranas de separação desenvolvidas pela equipe de pesquisa no reator, é certificado que pode produzir mais de 99,99% de hidrogênio de alta pureza 2 kg/dia ou mais com uma taxa de decomposição de 98% e uma taxa de recuperação de hidrogênio de 93% mesmo quando baixa A temperatura do reator é superior a 100°C. Agência verificada.
Em particular, o separador desenvolvido possui uma grande área e mais que o dobro da produção de hidrogênio por região, que é o nível mais alto do mundo.
“A tecnologia de extração de hidrogênio da amônia usando um reator de membrana pode integrar a reação de decomposição e a purificação de hidrogênio em uma”, disse o Dr. “Para se tornar um país tecnologicamente avançado, a Coréia também precisa de muita atenção e suporte para a membrana de separação e o processo de pesquisa intensiva”, disse ele.
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