HET BASISAANBOD

In omstandigheden waar het transport van waterstof (H2) een probleem is, kunnen we met nanokatalysatoren van kwantummateriaal met een gewijzigde atomaire architectuur oplossingen aandragen voor de productie en opslag van H2 op locatie.

Kwantummateriaal nanokatalysatoren zijn het belangrijkste aanbod. 

Kwantummaterialen zijn een nicheklasse van nanomaterialen, meestal < 20 nm of 0,02 um in afmeting. Ze zijn de moeilijkst te vervaardigen klasse nanomaterialen en de meest efficiënte voor industriële toepassingen. Voor een hoge katalytische activiteit, of het nu gaat om H2-opslag of -opwekking, is het van cruciaal belang dat hun oppervlak niet wordt afgedekt door liganden, onzuiverheden en andere afdekmoleculen die bijvoorbeeld tijdens de syntheseprocedure worden gebruikt.

WATERSTOFPRODUCTIE

Daartoe bieden we ligandvrije, atomisch ontworpen kwantummaterialen met een groot oppervlak voor het genereren van waterstof (H2) om de reactiviteit te vergroten, waardoor de reactie-energiebarrière voor watersplitsing en nanokatalytische sorptiecapaciteit van H2 kan worden verlaagd.

WATERSTOFOPSLAG

Hoewel waterstof de hoogste gravimetrische energiedichtheid heeft van alle bekende stoffen (120-142 MJ/kg), schiet het tekort bij natuurlijke brandstofbronnen als het gaat om volumetrische energiedichtheid (9 MJ/L).

Wat zijn de implicaties?

In een scenario waarin een systeem beperkt is met bijvoorbeeld een gewichtslimiet van 1 kilogram (kg) of 2,2 lb, zou vloeibare waterstof een grotere hoeveelheid energie bevatten. In een scenario met een tankvolumelimiet van 1 liter (0,22 gallon) hebben andere brandstoffen echter de neiging om meer energie te vervoeren.

Het probleem met volume en energiedichtheid is een probleem dat kwantummaterialen kunnen oplossen door meer H2 per volume-eenheid nanokatalysator te absorberen (in sommige gevallen 1000x hun volume in H2) en de volumebeperkingen van tanks, indien van toepassing, per beschikbare energiedichtheid te overschrijden.

De nanokatalysatoren voor opslag kunnen dus worden gebruikt in een laag volume en dus met een laag gewicht, terwijl meer H2 wordt opgeslagen voor een hoger rendement in energiedichtheid per volume-eenheid, per opslagtank.

De reden hiervoor is dat kwantummaterialen een hogere opslagcapaciteit hebben dan reguliere systemen en dit compenseert de kosten op de lange termijn. De hoeveelheid waterstof die kan worden geadsorbeerd, is praktisch evenredig met het specifieke oppervlak van de adsorptiesubstraten (d.w.z. nanokatalysatoren).

SAMENGEVAT

De kwantumkatalysatoren versterken de generatie van H2, zonder de noodzaak van elektrisch vermogen, hoge temperaturen of foto-activering. De reacties zijn intrinsiek nanokatalytisch, substantieel en vinden plaats bij omgevingstemperatuur en duren gedurende lange tijdsbestekken.

Alle producten worden geleverd in poedervorm, voor direct gebruik in die staat of voor pelletvorming. De kwantumkatalysatoren kunnen worden nabewerkt voor regeneratie en hergebruik, indien nodig.

WATERSTOFGASZUIVERING VOOR PROCESSEN OP BASIS VAN SYNGAS

Waterstof (H2) kan worden geproduceerd uit koolwaterstoffen of water, via een breed scala aan technieken. Wij willen tegemoetkomen aan de behoeften van verschillende industriële benaderingen, voor de collectieve bevordering van de H2-economie, op een duurzame manier.

Waterstofopslag en -transport blijven uitdagende aspecten om te overwinnen, omdat ze kritieke voorwaarden zijn voor de realisatie van een waterstofeconomie. Een levensvatbaar opslagmechanisme omvat het gebruik van uniek ontworpen nanokatalysatoren met een hoog oppervlak die multifunctioneel zijn: ze vergemakkelijken de opname en dissociatie van H2 en beschermen het oppervlak tegen corrosie.

Het meeste H2 dat momenteel wordt geproduceerd, is in de vorm van syngas, dat wordt gegenereerd door de vergassing van koolwaterstoffen, waarbij grote hoeveelheden koolmonoxide (CO) en kooldioxide (CO2) vrijkomen. Bij heterogene (nano)katalyse is waargenomen dat vergiften (bijv. zwavel, arseen en CO) gekatalyseerde reacties deactiveren door onomkeerbare adsorptie aan actieve sites op de katalysator, wat een goede opslag van H2 verhindert.

De reden hiervoor is dat er een competitie is tussen het gif en de reactant (bv. H2) voor beschikbare adsorptieplaatsen aan het (nano)katalysatoroppervlak. De vergiftigende katalysatorsoorten hebben de neiging om de dissociatieve adsorptie van H2 aan het oppervlak te remmen. 

de eerste stap is in het absorptie-/desorptieproces. Katalysatoren zijn bijzonder kwetsbaar voor vergiften zoals waterstofsulfide (H2S) en CO, die tot de verontreinigende stoffen behoren die aanwezig zijn in de koolwaterstofbrandstoffen die worden gebruikt voor de productie van H2. CO op zich blokkeert sterk de capaciteit voor H2-invoeging en de verwijdering ervan voor energieopwekking uit (nano)katalysatoren.

Het spreekt voor zich dat een zeer zuivere H2-gasstroom cruciaal is voor zowel H2-opslag als de prestaties van brandstofcellen. Katalysatorvergiftigende stoffen moeten daarom aanzienlijk worden verwijderd, omdat ze deze mechanismen belemmeren, zelfs bij zeer lage concentraties. In het geval van CO, een sterk adsorberende stof, zou de concentratie minder dan 10 ppm moeten zijn om een goede werking van het systeem te garanderen. 

De absorptie van giftige stoffen op (nano)katalysatoroppervlakken kan voordelig worden gebruikt door het ontwerp van zeer selectieve gasspecifieke nanokatalysatormaterialen voor de effectieve verwijdering van giftige stoffen, om hun concurrerende cumulatie stroomafwaarts te minimaliseren, waar zuiver H2 nodig is voor opslag.

Wij ontwerpen en produceren verschillende hoogwaardige nanokatalytische materialen voor verschillende functies die de H2-economie ondersteunen, van H2-productie en -opslag tot energieopwekking.

Wij leveren zeer selectieve nanokatalysatoren die kunnen worden gebruikt om het H2-gas te zuiveren. Deze nanokatalysatoren kunnen in poedervorm of in korrelvorm worden gebruikt om als sorbens te fungeren voor de effectieve verwijdering van verontreinigingen zoals CO, CO2, H2S, SOx, kwik, arseen, selenium en fosfor uit syngas bij hoge temperaturen. Bovendien kan de nanokatalysator worden gerecycled voor hergebruik, als kostenbesparende maatregel en om de levensduur te verlengen.