Une technologie de processeur de combustible avancée pour la production d'hydrogène
Le reformage rapide et efficace de combustible renouvelable est l'une des étapes critiques de la production d'hydrogène pour les piles à combustible et l'économie de l'hydrogène. Dans le cadre du projet BIOROBUR (Biogas robust processing with combined catalytic reformer and trap), financé par l'UE, des scientifiques ont développé et testé avec succès un processeur de combustible décentralisé robuste et efficace basé sur le reformage autothermique direct (ATR) du biogaz sans séparation préliminaire du dioxyde de carbone. Le projet a travaillé pour couvrir une large gamme d'applications potentielles, allant de l'alimentation des piles à combustible à la production d'hydrogène pur avec membranes d'échange de protons. Le processeur de combustible BIOROBUR a recours au reformage autothermique en utilisant de nouveaux catalyseurs structurés pour convertir le biogaz en hydrogène. Ces supports de catalyseur sont basés sur des matériaux cellulaires à haute conductivité thermique qui peuvent disperser efficacement la chaleur de manière axiale dans le réacteur et sont recouverts avec des catalyseurs à faible teneur en métaux précieux. Ce processus se différencie d'autres processus similaires par le fait que la chaleur alimente directement le réacteur par oxydation partielle du biogaz. Cela réduit les besoins en échangeurs de chaleur et augmente la flexibilité de l'installation. Une autre innovation a été le développement d'un processus pour conserver les émissions de matières particulaires dans un piège catalytique à parois filtrantes basé sur des catalyseurs à métaux de transition. Couplé de manière étroite avec le reformeur ATR, ce piège filtrant catalytique peut à la fois filtrer et gazéifier de manière efficace les particules de suie. Ces particules se trouvent dans la partie admission du reformeur en régime permanent ou transitoire ou comme produit des traces de décomposition ou du reformage incomplet. De manière plus détaillée, le système global est divisé en trois sections principales. La première étape du processus comprend la compression, le préchauffage et le mélange d'air, de vapeur et de biogaz. Après le mélange de la vapeur avec l'air, le biogaz est soutenu par un éjecteur de vapeur qui fonctionne avec le mélange vapeur-air superchauffé. La seconde partie comprend la conversion catalytique du mélange en syngaz (mélange d'hydrogène et d'oxyde de carbone) dans l'unité ATR couplée de manière étroite à une paroi filtrante pour retenir la suie produite. Finalement, le gaz est purifié par conversion catalytique haute et basse température et par adsorption modulée en pression en aval. Le potentiel de production fiable d'hydrogène à partir de sources renouvelables est énorme. Le processeur de combustible du projet BIOROBUR qui permet d'obtenir 50 Nm3/h d'hydrogène à 99,9 % à partir de biogaz réduit la dépendance aux combustibles fossiles, ce qui constitue une étape importante pour ralentir le changement climatique.
Mots‑clés
Processeur de carburant, production d'hydrogène, biogaz, BIOROBUR, reformage autothermique
