Małe kotły energetyczne oraz inne urządzenia przemysłowe spalające paliwa generują podczas pracy duże ilości dwutlenku węgla. Mimo olbrzymiego postępu w technologii filtrów nie da się całkowicie zredukować emisji tego gazu cieplarnianego. Poprawienie efektywności spalania również na niewiele się zda. Zatem może po prostu wychwytywać ten dwutlenek węgla i przekształcać go w metan, który potem możemy wykorzystać do wielu innych procesów produkcyjnych?
Czytaj też: Polacy uczą świat, jak tworzyć ultra wytrzymałe stopy. Przemysł czeka na to rozwiązanie
Z takim zamysłem działał polsko-japoński zespół naukowców, w skład którego wchodzili eksperci z Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie oraz Shibaura Institute of Technology w Tokio (Japonia). Opracował on procedurę przygotowania membrany dla reaktora membranowego typu dystrybutora (distributor-type membrane reactor, DMR), o czym możemy przeczytać w czasopiśmie Journal of CO2 Utilization.
Polacy i Japończycy z pomysłem na produkcję metanu z dwutlenku węgla
Produkcja metanu z dwutlenku węgla wymaga dostarczenia wodoru. W dobie dekarbonizacji najbardziej interesuje nas tutaj zielony wodór produkowany w elektrolizerach zasilanych odnawialnymi źródłami energii. Koszty produkcji takiego wodoru maleją z roku na rok, zatem reakcja uwodornienia CO2 faktycznie może stać się w przyszłości tanim i ekologicznym sposobem na produkcję prostych paliw.
Czytaj też: Tak łatwo nikt nie kontrolował katalizy. Polacy są pierwsi, którzy stworzyli coś takiego
Prace naukowców obejmowały zarówno modelowanie numeryczne, jak i badania eksperymentalne. Strukturę reaktora z membraną zaprojektowano w mało konwencjonalny sposób. Zamiast kierować gazy do jednego miejsca, zaproponowano zasilanie rozproszone, które umożliwia rozprowadzenie gazów po reaktorze. Okazuje się, że technika zapobiega przegrzaniu się urządzenia.
„Taka konstrukcja DMR pomogła nam zmniejszyć przyrost temperatury o około 300 stopni w porównaniu z tradycyjnym reaktorem ze złożem upakowanym” – wyjaśnił prof. Mikihiro Nomura cytowany w komunikacie prasowym PAP. Ponadto naukowcy odkryli, że reaktor najlepiej produkował paliwo metanowe, kiedy stężenie dwutlenku węgla wynosiło około 15 proc. W takich warunkach instalacja jest wydajniejsza półtora razy od maszyn wykorzystujących 100 proc. CO2.
Czytaj też: Polacy odkryli nowy sposób na perowskity. To nasi wybawią od trujących chemikaliów
Autorzy badań twierdzą, że powyższe wnioski można wykorzystać w projektowaniu i konstruowaniu instalacji domowych i w mniejszych zakładach fabrycznych korzystających z kotłów i innych urządzeń spalających paliwa.
