Wielopaliwowa produkcja wodoru
Paliwa węglowodorowe, takie jak gaz ziemny, biogaz czy bioetanol, poza tym że są palne, zawierają też atomy wodoru. Tym samym stanowią idealny surowiec do produkcji paliwa wodorowego, które może przyczynić się do przejścia z gospodarki opartej na paliwach kopalnych na gospodarkę bazującą na energii odnawialnej. W ramach projektu COMETHY (Compact multifuel-energy to hydrogen converter), finansowanego ze środków UE, naukowcy opracowali kompaktowy, niskotemperaturowy reformer parowy. Urządzenie może pracować na różnych rodzajach paliwa, w tym otrzymywanego z biomasy, i jest napędzane przez ciepło uzyskiwane z różnych źródeł energii, w tym energii słonecznej. Reforming parowy, będący rozpowszechnioną metodą produkcji wodoru, udoskonalono w taki sposób, aby wykorzystać energię odnawialną. Wykorzystano mieszankę stopionych soli kwasu azotowego jako ciecz chłodzącą (do temperatury 550°C), gdyż jest ona powszechnie stosowana do przechwytywania, magazynowania i uwalniania ciepła słonecznego w elektrowniach skupiających energię solarną. Do jej zalet należą niskie koszty, wysoka sprawność przenikania/magazynowania ciepła oraz nieznaczne implikacje w zakresie wpływu na środowisko, bezpieczeństwa i toksyczności. Efekty te udało się uzyskać po szeroko zakrojonych badaniach, od opracowania podstawowych podzespołów (katalizatorów i membran) po ich zamontowanie w innowacyjnym reformerze membranowym, nagrzewanym przy pomocy stopionych soli, w którym produkcja i oczyszczanie wodoru odbywają się w ramach jednego etapu. Urządzenie jest nie tylko niewielkie, ale także bardzo elastyczne, jeżeli chodzi o materiał wsadowy, jaki można przekształcać w wodór: może być to czysty metan (np. z gazu ziemnego) lub paliwo otrzymywane z biomasy, na przykład czysty biogaz (mieszaniny metanu/ CO2) lub bioetanol. Technologia reformingu parowego opracowana w projekcie COMETHY umożliwia łatwą zamianę materiału wsadowego, jak i zewnętrznego źródła ciepła (energia słoneczna lub spalanie paliwa kopalnego/biomasy), w której usprawnione zostały czynności rozruchu, wstrzymania i zamknięcia produkcji. Reaktory zbudowane w ramach inicjatywy COMETHY przeszły pomyślnie testy w różnych prototypowych konfiguracjach, z których jedna została zrealizowana w skali pilotażowej (produkcja wodoru w ilości 3,5 Nm3/godz.) i zintegrowana z układem obiegu stopionej soli, co stanowi przykładową koncepcję rozwoju tego rozwiązania. Dzięki zastosowaniu energii słonecznej, technologia COMETHY pozwala na zmniejszenie zużycia paliw i emisji CO2 podczas produkcji wodoru (w porównaniu z tradycyjną technologią reformingu). Proces ten został oceniony jako atrakcyjny ekonomicznie zarówno w przypadku zdecentralizowanych, jak scentralizowanych zastosowań.
Słowa kluczowe
Produkcja wodoru, COMETHY, energia wielopaliwowa, reformer parowy, pallad
