I reattori a membrana per l'idrogeno intrappolano l'anidride carbonica
Il gas di sintesi, un misto di idrogeno (H2), monossido di carbonio e anidride carbonica (CO2) è un sottoprodotto delle centrali elettriche a carbone e a gas. Una membrana di palladio (Pd) è permeabile solo all'H2, e facilita la separazione selettiva di questo potenziale combustibile da altre molecole di gas di sintesi per la generazione di energia pulita. La condensazione del flusso rimanente contenente per la maggior parte CO2 e vapore ha come risultato CO2 concentrata ad alta pressione. Ciò riduce significativamente l'energia di compressione richiesta per il trasporto e lo stoccaggio. Otto partner industriali ed accademici hanno unito le forze nel progetto 'Carbon dioxide capture and hydrogen production with membranes' (CACHET II), finanziato dall'UE, per l'ottimizzazione delle prestazioni della membrana a palladio. Oltre ad incorporare proprietà resistenti allo zolfo, I membri del progetto hanno anche lavorato sull'accrescimento di scala e sull'esecuzione di test di stabilità a lungo termine di sigilli e tecnologie substrato. I partecipanti al progetto CACHET II hanno utilizzato uno strumento di nuova fabbricazione per realizzare un modulo di membrana per un prototipo e per un campione commercializzabile. È stato inoltre incorporato un modello di reazione, che ha consentito allo strumento di simulazione di modellare l'impostazione di un reattore a membrana di conversione del gas d'acqua integrato e di un separatore di membrana non integrato. CACHET II ha avuto successo nell'aumentare la membrana di Pd puro da 50 cm a 1 m utilizzando la tecnica brevettata di placcatura senza elettricità. Per l'assemblaggio del modulo commercializzabile è stata sviluppata un'innovativa tecnica di sigillatura basata sulla connessione diretta di membrane in ceramica con tubi in acciaio inossidabile. Grazie allo sviluppo di una membrana in lega di Pd con l'aggiunta di argento e oro è stato possibile ottenere una maggiore tolleranza allo zolfo. Un innovativo processo sorbente del solfuro di idrogeno (H2S) ad alta temperatura a base di rame ha consentito la riduzione del 25% del consumo energetico per tonnellata di CO2. Ciò fa sperare in un miglioramento significativo dei vantaggi economici e della competitività della membrana in Pd per le applicazioni nei combustibili solidi. Allo studio CACHET II ha fatto seguito la pubblicazione di sette relazioni pubblicate in riviste specializzate e altri cinque relazioni sono attualmente in fase di preparazione. Il programma di diffusione completo comprende inoltre conferenze a livello europeo e internazionale, workshop e un libro dal titolo "Pd Membrane Technology and Applications", in attesa di pubblicazione. Sebbene non sia previsto che la cattura e lo stoccaggio di anidride carbonica siano distribuiti commercialmente in Europa fino al 2020-2030, la combinazione di CACHET II della produzione di H2 e della purificazione di H2 per il settore dei semiconduttori annuncia l'evoluzione di un settore innovativo.
