Reformator de metanol

Un reformator al metanolului este un dispozitiv de inginerie chimică , utilizat în special în tehnologia celulei de combustibil (sau a celulei) , pentru a produce hidrogen pur dintr-un amestec de metanol și apă (sub formă de vapori) prin eliberarea de dioxid de carbon . Ca reacție chimică, se bazează pe un proces de reformare a aburului . ^[1]

\mathrm {CH_{3}OH_{(g)}+H_{2}O_{(g)}\;\longrightarrow \;CO_{2}+3\ H_{2}\qquad } \Delta H_{R\ 298}^{0}=49{,}2\ \mathrm {kJ/mol}

{\ displaystyle \ mathrm {CH_ {3} OH _ {(g)} + H_ {2} O _ {(g)} \; \ longrightarrow \; CO_ {2} +3 \ H_ {2} \ qquad} \ Delta H_ {R \ 298} ^ {0} = 49 {,} 2 \ \ mathrm {kJ / mol}}

{\ displaystyle \ mathrm {CH_ {3} OH _ {(g)} + H_ {2} O _ {(g)} \; \ longrightarrow \; CO_ {2} +3 \ H_ {2} \ qquad} \ Delta H_ {R \ 298} ^ {0} = 49 {,} 2 \ \ mathrm {kJ / mol}}

Metanolul cu vapori de apă se transformă în hidrogen și dioxid de carbon sub acțiunea unui catalizator eterogen și prin adăugarea de energie termică.

Tehnologie

Un amestec apă-metanol cu un raport molar între cele două substanțe de 1,3 - 1,5 este comprimat la 20 bari , evaporat și, în final, supraîncălzit la 250 - 280 ° C. Hidrogenul produs este apoi separat de un aliaj de paladiu - argint (PdAg) prin intermediul unei membrane permeabile aceluiași gaz.

Există două procese de bază pentru implementarea tehnică.

Catalizatorul este situat într-un reactor încălzit în formă de tub. Amestecul abur-abur (ambele sub formă de abur) este condus la intrarea reactorului . Separarea hidrogenului de ceilalți reactanți și produse are loc ulterior într-un dispozitiv separat. Membrana PdAg este inundată cu materialul „reformat” și cea mai mare parte a hidrogenului trece prin membrană.
Cealaltă variantă prevede un reactor integrat cu membrană de separare. În acest caz, peretele camerei de reacție este format dintr-un cilindru ceramic acoperit cu PdAg și hidrogenul separat curge direct din camera de reacție.

În ambele variante, partea solidă reținută de membrană, așa - numitul retentat , conține încă o cantitate semnificativă (deși clar mai mică) de hidrogen. Din acest motiv, amestecul rezultat este adesea ars cu aer într-un arzător catalitic. Energia termică emisă în acest mod este utilizată pentru încălzire.

Avantaje și dezavantaje

Reformatoarele de metanol sunt considerate componente ale unui motor cu hidrogen , deoarece utilizarea lor ar evita depozitarea combustibilului cu hidrogen în rezervoarele de gaz sub presiune. Acest lucru ar putea depăși problemele de acceptare de către populație, deoarece hidrogenul este adesea considerat prea periculos. Avantajul metanolului în acest context este că este disponibil sub formă lichidă. Cu toate acestea, metanolul, la fel ca benzina , este toxic și foarte inflamabil. O altă problemă este aliajul PdAg, care are un cost ridicat și este ușor deteriorat de schimbările de temperatură.

Mai mult, procesul de reformare a metanolului generează, de asemenea, dioxid de carbon ca produs secundar, care, după cum se știe, este unul dintre principalele gaze cu efect de seră despre care se crede că este responsabil pentru încălzirea globală . Acest lucru poate să nu fie în concordanță cu eforturile internaționale actuale de reducere a emisiilor poluante în atmosferă.

Notă

^ Un reformator (în engleză literalmente reformer), de fapt, este în mod corespunzător aparatul sau instalația în care are loc procesul de reformare .

Bibliografie

Emonts, B. și colab. Test de reformare , metanol compact pentru vehiculele ușoare alimentate cu celule de combustibil, J. Surse de alimentare 71 (1998) 288-293
Wiese, W. și colab.: Reformarea aburului cu metanol într-un sistem de acționare cu pilă de combustibil , J. Power Sources 84 (1999) 187-193
Peters, R. și colab.: Investigația unui concept de metanol luând în considerare impactul particular al dinamicii și stabilității pe termen lung pentru utilizarea într-un autoturism alimentat cu pilă de combustibil , J. Power Sources 86 (1999) 507-514

Elemente conexe

linkuri externe

Tehnologii inovatoare pentru electricitate (document al Departamentului de Inginerie Electrică al Universității din Padova)
( DE ) Mikro-Anwendungen: Mikroreformer machen Wasserstoff aus Metanol , din inițiativă -brennstoffzelle.de . Adus la 25 mai 2007 (arhivat din original la 12 decembrie 2007) .
( DE ) Umwelt und Verkehr - Kraft-und Betriebsstoffe Metanol , pe umweltbundesamt.de . Adus la 4 mai 2019 (arhivat din original la 12 noiembrie 2005) .
( DE ) Forschungszentrum Jülich , pe fz-juelich.de (arhivat din original la 23 mai 2006) .

Portalul chimiei

Portalul de electrochimie

[1] Un reformator (în engleză literalmente reformer), de fapt, este în mod corespunzător aparatul sau instalația în care are loc procesul de reformare .

[1]