Gaz syntezowy o wysokiej czystości z biomasy
Spalanie paliw kopalnych w celu wytwarzania elektryczności wiąże się z wieloma problemami, w tym dotyczącymi zubożenia zasobów, braku bezpieczeństwa energetycznego czy wpływu na globalną zmianę klimatu. Jednym z wielu pomysłów na odnawialne źródła energii jest gazyfikacja biomasy w celu wytwarzania gazu syntezowego – składającego się z tlenku węgla, wodoru i dwutlenku węgla. Gaz syntezowy można spalać bezpośrednio w ogniwach paliwowych lub silnikach gazowych, bądź też wykorzystać go do wytwarzania metanolu. Szersze wprowadzenie na rynek tej technologii było jednak do niedawna utrudnione, między innymi ze względu na powstające zanieczyszczenia. Substancje smoliste, cząstki stałe i związki siarki zawarte w gazie mogą blokować komponenty roślinne lub zakłócać działanie ogniw paliwowych. Naukowcy zainicjowali finansowany ze środków UE projekt UNIQUE, aby opracować kompaktowy, wielofunkcyjny zbiornik reaktora wytwarzający czysty gaz syntezowy do małych i średnich elektrociepłowni i elektrowni. Aby zmniejszyć rozmiary instalacji, proces gazyfikacji w złożu fluidalnym zintegrowano z oczyszczaniem i kondycjonowaniem gorącego gazu w ramach jednego systemu. Do poprawy jakości produktu wykorzystano nowe filtry katalityczne, zamiast stosowanego wcześniej filtra oraz znajdującego się za nim złoża katalitycznego. Filtry katalityczne i materiały sorpcyjne usuwają substancje smoliste, cząstki stałe i inne chemikalia w takim stopniu, by urządzenie można było zastosować w technologiach wytwarzania mocy. Partnerzy opracowali nowy katalizator, który zmniejszył zawartość substancji smolistych o 45% i poprawił uzysk gazu syntezowego o 40% w testach laboratoryjnych i pilotażowych. Innowacyjne sorbenty (substancje pochłaniające cząsteczki dzięki zjawisku sorpcji) zastosowane w generatorze gazu ze złożem fluidyzowanym pozwoliły na obniżenie zawartości chemikaliów w gazie syntezowym poniżej limitów wymaganych w przypadku ogniw paliwowych ze stałym tlenkiem (SOFC), których wydajność okazała się lepsza niż w przypadku paliw referencyjnych. Przy pomocy reformujących substancje smoliste systemów filtrów katalitycznych naukowcy zbudowali i przetestowali katalityczne ceramiczne filtry świecowe o rozmiarach odpowiednich do zastosowań komercyjnych. Filtry te usuwają ponad 99% cząstek stałych zawartych w gazie syntezowym. Dzięki projektowi UNIQUE opublikowano 36 artykułów i sprawozdań naukowych oraz uzyskano dwa patenty. Znacząca poprawa czystości gazu syntezowego uzyskanego z biomasy oraz zmniejszenie kosztów procesu powinny mieć duże znaczenie dla produkcji energii odnawialnej, liczby miejsc pracy w sektorze oraz zmniejszenia zależności od paliw kopalnych.
