TEMEL TEKLİF

Esasen, Hidrojen (H2) naklinin bir sorun olduğu durumlarda, modifiye atomik mimariye sahip kuantum malzeme nanokatalizörleri ile yerinde H2 üretimi ve depolanması için çözümleri güçlendiriyoruz.

Kuantum malzeme nanokatalizörleri, anahtar tekliftir. 

Kuantum malzemeler, tipik olarak <20 nm veya 0,02 um boyutlarında niş bir nanomalzeme sınıfıdır. Üretilmesi en zor ve endüstriyel uygulamalar için en verimli nanomalzeme sınıfıdır. H2 depolama veya üretimi gibi yüksek katalitik aktivite için, yüzeylerinin ligandlar, safsızlıklar ve örneğin sentez prosedürü sırasında kullanılan diğer kapama molekülleri tarafından gizlenmemesi çok önemlidir.

HİDROJEN ÜRETİMİ

Bu amaçla, Hidrojen (H2) üretimi için ligand içermeyen, yüksek yüzey alanlı atomik mimarili kuantum malzemeleri sunarak reaktiviteyi artırır, suyun ayrıştırılması ve H2'nin nanokatalitik soğurma kapasitesi için reaksiyon enerji bariyerinin düşürülmesini sağlarız.

HİDROJEN DEPOLAMA

Hidrojen, bilinen tüm maddeler arasında en yüksek gravimetrik enerji yoğunluğuna (120-142 MJ/kg) sahip olmasına rağmen, hacimsel enerji yoğunluğu (9 MJ/L) söz konusu olduğunda doğal yakıt kaynaklarının gerisinde kalmaktadır.

Etkileri nelerdir?

Bir sistemin örneğin 1 kilogram (kg) veya 2,2 lb ağırlık sınırı ile sınırlandırıldığı bir senaryoda sıvı hidrojen, üstün miktarda enerji içerecektir. Ancak, 1 litre (0,22 galon) depo hacmi sınırı olan bir senaryoda, diğer yakıtlar daha fazla enerji taşıma eğilimindedir.

Hacim ve enerji yoğunluğu ile ilgili sorun, kuantum malzemelerinin, nanokatalizörün birim hacmi başına daha fazla H2 emerek (bazı durumlarda H2'deki hacimlerinin 1000 katı) ve mevcut enerji yoğunluğu başına uygun olduğunda tankların hacim sınırlamalarını aşarak çözebileceği bir sorundur.

Depolama için nanokatalizörler bu nedenle düşük hacimde ve dolayısıyla ağırlıkta kullanılabilirken, depolama tankı başına birim hacim ve enerji yoğunluğunda daha yüksek bir dağıtım için daha fazla H2 depolayabilir.

Bunun nedeni, kuantum malzemelerin normal sistemlere göre daha yüksek depolama kapasitesine sahip olması ve bu da maliyetleri uzun vadede dengeliyor. Adsorbe edilebilecek hidrojen miktarı, adsorpsiyon substratlarının (yani nanokatalizörlerin) spesifik yüzey alanı ile pratik olarak orantılıdır.

ÖZETLE

Kuantum katalizörler, elektrik gücü girişi, yüksek sıcaklıklar veya foto-aktivasyona ihtiyaç duymadan H2 oluşumunu güçlendirir. Reaksiyonlar doğası gereği nano-katalitiktir, önemlidir ve ortam sıcaklığında meydana gelir ve geniş zaman dilimlerinde devam eder.

Tüm ürünler, bu durumda doğrudan kullanım veya pelet oluşumu için toz halinde sağlanır. Kuantum katalizörleri, gerektiğinde rejenerasyon ve yeniden kullanım için son işleme tabi tutulabilir.

SİNGAZ TABANLI PROSESLER İÇİN HİDROJEN GAZI ARITILMASI

Hidrojen (H2), çok çeşitli tekniklerle hidrokarbonlardan veya sudan üretilebilir. H2 ekonomisinin kolektif olarak ilerlemesi için çeşitli endüstriyel yaklaşımların ihtiyaçlarını sürdürülebilir bir şekilde karşılamayı hedefliyoruz.

Hidrojenin depolanması ve taşınması, hidrojene dayalı bir ekonominin gerçekleştirilmesi için kritik önkoşullar olduğundan, üstesinden gelinmesi gereken zorlu konular olmaya devam etmektedir. Uygulanabilir bir depolama mekanizması, H2'nin alımını ve ayrışmasını kolaylaştırmak ve aynı zamanda yüzeyi korozyondan korumak gibi çok işlevli amaca hizmet eden, yüksek yüzey alanlı, benzersiz şekilde tasarlanmış nanokatalizörlerin kullanımını içerir.

Şu anda üretilen H2'nin çoğunluğu, büyük miktarlarda karbon monoksit (CO) ve karbon dioksit (CO2) açığa çıkaran hidrokarbonların gazlaştırılmasıyla üretilen sentez gazı formundadır. Heterojen (nano) katalizde, zehirlerin (örneğin kükürt, arsenik ve CO), uygun H2 depolamasını engelleyen, katalizör üzerindeki aktif bölgelerde geri dönüşü olmayan adsorpsiyon yoluyla katalize edilmiş reaksiyonları devre dışı bıraktığı gözlenir.

Bunun nedeni, (nano)katalizör yüzeyindeki mevcut adsorpsiyon bölgeleri için zehir ile reaktan (örneğin H2) arasında bir rekabet olmasıdır. Katalizör zehirleyici türler H2'nin yüzeyde dissosiyatif adsorpsiyonunu engelleme eğilimindedir.

absorpsiyon/desorbsiyon sürecinin ilk adımıdır. Katalizörler, H2 üretimi için kullanılan hidrokarbon yakıtlarda bulunan kirletici türler arasında yer alan hidrojen sülfit (H2S) ve CO gibi zehirlere karşı özellikle savunmasız olma eğilimindedir. CO, kendi başına, (nano)katalizörlerden enerji üretimi için H2'nin eklenmesi ve uzaklaştırılması kapasitesini güçlü bir şekilde bloke eder.

Yüksek saflıkta bir H2 gaz akışının hem H2 depolaması hem de yakıt hücrelerinin performansı için çok önemli olduğunu söylemeye gerek yok. Katalizör zehirlenmesine neden olan türler, çok düşük konsantrasyonlarda bile bu mekanizmaları engellediğinden, bu nedenle önemli ölçüde ortadan kaldırılmalıdır. Güçlü bir adsorbe edici tür olan CO durumunda, uygun sistem işlevselliğini sağlamak için konsantrasyonunun 10 ppm'den az olması gerekir.

Zehirlerin (nano)katalizör yüzeyleri üzerinde emilmesi, saf H2'nin gerekli olduğu alt akışta rekabetçi birikimlerini en aza indirmek için zehirlerin etkili bir şekilde uzaklaştırılması için yüksek derecede seçici gaza özgü nano-katalitik malzemelerin tasarımı yoluyla avantajlı bir şekilde kullanılabilir. depo için.

H2 üretimi ve depolamasından enerji üretimine kadar H2 ekonomisini destekleyen çeşitli işlevleri yerine getirmek için çeşitli yüksek performanslı nano katalitik malzemeler tasarlıyor ve üretiyoruz.

H2 gazını saflaştırmak için kullanılabilecek son derece seçici nanokatalizörler sağlıyoruz. Bu nanokatalizörler, yüksek sıcaklıktaki sentez gazından CO, CO2, H2S, SOx, cıva, arsenik, selenyum ve fosfor gibi kirletici maddelerin etkili bir şekilde uzaklaştırılması için sorbent görevi görmek üzere toz yatakları veya topak halinde kullanılabilir. Ayrıca nanokatalizör, maliyet telafisi ve hizmet ömrünün uzatılması amacıyla yeniden kullanım için geri dönüştürülebilir.