Технология получения водорода из биомассы растений

Сейчас большая часть водорода вырабатывается из природного газа при использовании высокотемпературных и многоступенчатых процессов. Но химики Висконсин-Медисонского университета разработали новую технологию, которая позволяет производить дешевый водород из ботвы растений. Это сырье для изготовления водорода негорючее и нетоксичное, что дает возможность для безопасной его транспортировки в виде твердого сухого материала в обычной таре.

Процесс добывания водорода по новой технологии описали в журнале Nature автор разработки ученый-исследователь Рэнди Кортрайт, аспирант Рупали Давид и профессор Джеймс Думесик.  По их словам глюкоза, которая является источником энергии и используется большей частью растений и трансформируется в водород, газовые алканы и углекислый газ,  составляет 50% из всех компонентов продукта. А очищенные молекулы этиленгликоля и метанола практически всецело превращаются в углекислый газ и водород.

Процесс происходит при не очень высоких температурах (до +227° C) в жидкой фазе и исключает испарение воды. По сравнению с технологиями получения водорода, основывающимися на трансформации в момент испарения, этот метод является более совершенным и позволяет полностью отсортировывать водород при первом процессе. К тому же в результате получения водорода при таком температурном режиме образуется малое количество угарного газа, что минимизирует недостатки использования топлива на практике.

Кортрайт говорит, что этот процесс никак не повлияет на глобальное потепление, потому что он нейтрален. Биомасса растений, выращиваемая на полях для переработки ее на водород, абсорбирует весь объем выработанного побочного продукта – двуокиси углерода в виде у глекислого газа и в следующем году трансформирует его в углерод и водород.

Большинство глюкозы производится в виде кукурузной патоки, а также ее изготовляют из сахарной свеклы, отходов биомассы бумажных фабрик, древесных отходов и кукурузной ботвы. Количество получаемого водорода зависит от количества очищенных молекул глюкозы в исходном материале. Поэтому отходы биомассы являются наиболее эффективным и экономичным сырьем для добычи энергии.

Исследователи предполагают, что можно усовершенствовать катализатор и реактор, увеличив количество получаемого водорода из глюкозы. А побочный продукт ациклических углеводородов можно использовать как твердо-окисный элемент топлива или как энергию для двигателей внутреннего сгорания. Для запуска этого процесса необходимо очень малое количество дополнительной энергии.

Результаты анализа возможных объемов производства водорода, полученного в результате переработки отходов растительной биомассы, показывают, что такая технология в будущем может стать эффективным источником добычи дешевого экологически чистого топлива.

До окончательного тестирования ученым еще предстоит выполнить некоторые усовершенствования этой технологии. Необходимо найти замену очень дорогим платиновым катализаторам, запускающим процесс выработки водорода.