Los científicos alcanzan 400°C por debajo de la producción solar de hidrógeno con descarbonización de gas natural

La tecnología de generación de hidrógeno es importante para el diseño y desarrollo general de la cadena de la industria del hidrógeno. Las tecnologías tradicionales de producción de hidrógeno, que incluyen la reforma industrial del gas natural y la gasificación del carbón, son actualmente las principales fuentes de energía de hidrógeno, mientras que en el contexto de la estrategia de doble carbono y la transición energética con bajas emisiones de carbono, los desafíos comunes incluyen altas temperaturas de reacción, alto consumo de energía y altas emisiones de carbono. Cómo romper el problema de las "tres alturas" es de gran importancia para el desarrollo compatible de la energía del hidrógeno y la transición de la combinación energética.

Recientemente, el instituto de ingeniería termofísica de la academia de ciencias de China ha logrado por primera vez un avance en el principio de producción de hidrógeno a partir de gas natural con "emisiones netas nulas" en condiciones moderadas a 400°C. Al separar de forma ordenada los productos de hidrógeno y carbono, la temperatura de reacción para la generación de hidrógeno por gas natural se reduce de los 800-1000°C tradicionales a menos de 400°C, logrando la conversión directa de más del 99% del metano en hidrógeno de alta pureza con CO2 de alta pureza, y la sinergia completa entre la generación de hidrógeno y la descarbonatación basada en energía fósil. El consumo de hidrógeno y descarbonización disminuyó entre un 20% y un 40%. Basado en esto, el trabajo combina la tecnología comercial de concentración de temperatura media para producir y descarbonizar hidrógeno a partir de gas natural impulsado por la energía solar, reduciendo aún más la huella de carbono de la producción de hidrógeno a partir de fuentes fósiles y demostrando la viabilidad de complementar las fuentes fósiles y renovables para lograr un uso sostenible del hidrógeno. La reducción de la temperatura de reacción permite combinar el calor residual industrial con la energía de hidrógeno. Hasta la fecha, los investigadores han realizado más de 6000 experimentos de ciclo estable, lo que ha validado la fiabilidad del método y ha demostrado inicialmente un amplio futuro para las aplicaciones de transformación tecnológica.

El trabajo fue realizado por el equipo de kim hongguang, miembro de la academia de ciencias e investigador de la academia de ingeniería termofísica. Investigadores alrededor del proyecto principal, del centro de ciencias con originales presentó "hot productos químicos más ordenada en el acoplamiento de separación térmica a baja temperatura" buscáis elevar la termodinámica nuevas ideas, en reducir la temperatura de la reacción, aumentar la tasa de metano y selectivo, de bajo consumo de dióxido de carbono, como la miniaturización de los dispositivos serie realizó importantes avances. Los resultados relevantes se publican en Energy&EnvironmentalScience.

El gas natural y la energía solar se combinan para preparar "cero emisiones neta" de energía de hidrógeno, lo que demuestra la nueva situación de desarrollo vigoroso de la tecnología de energía renovable y baja en carbono, y un nuevo modelo de uso de baja emisión de carbono de energía fósil que cumple con las características de la estructura energética de China, dijo hao yong. Es importante para la generación de energía de bajo carbono, el uso industrial de calor residual y la digestión de fuentes de energía renovables como la solar, eólica y biogás de biomasa. Sobre la base de estos resultados, se ha estudiado la posibilidad de mejorar eficazmente la eficiencia de las centrales térmicas y reducir las emisiones de carbono mediante la mezcla baja de hidrocarburos y gas natural; La producción de hidrógeno a demanda en las estaciones de servicio con gas natural como vehículo de hidrógeno se espera reducir las inversiones en infraestructura y los costes de producción, almacenamiento y transporte de hidrógeno, así como el uso de recursos centralizados de CO2. Además, este resultado puede lograr un alto valor y bajo uso de carbono del calor residual industrial por debajo de 500℃. Se espera que la investigación impulse la descarbonización de la combinación energética, el aumento de la proporción de energía renovable y el desarrollo acelerado de tecnologías de energía renovable, y aportará nuevas ideas para resolver cuellos de botella en toda la cadena de producción, almacenamiento y transporte de hidrógeno. Actualmente, el equipo está trabajando en la industrialización de los resultados, y se está trabajando en un prototipo de principio de 100 kg de hidrógeno por día.

-----------------------------------------------Este artículo es extraído de《Centro de noticias de petrochina》