Водород – перспективное топливо, которое дает в три раза больше энергии, чем бензин. Водородные заправки бывают трех типов: первые используют чистый водород, поставляемый с заводов; вторые производят водород с помощью электролиза; третьи получают водород на месте из природного газа. Ученые Института катализа СО РАН, Дмитрий Потемкин, кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры физической химии Факультета естественных наук, Владимир Деревщиков, кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры катализа и адсорбции Факультета естественных наук, Алексей Печенкин, кандидат химических наук, ассистент кафедры общей химии Факультета естественных наук и Анна Горлова, аспирантка Факультета естественных наук НГУ, в своем проекте рассматривают третий тип заправок, так как этот тип наиболее оптимален для России из-за больших запасов природного газа и развитой сети газопроводов.
Традиционно процесс получения водорода из природного газа включает стадии паровой конверсии метана, паровой конверсии монооксида углерода и короткоцикловой адсорбции углекислого газа. Последняя стадия требует проведения всей цепочки процессов при повышенном давлении, от 1 МПа (около 10 атмосфер). Это негативно сказывается на равновесном превращении метана, то есть происходят его потери и снижается энергетическая эффективность процесса.
Ученые предлагают ввести в процесс стадию сорбционно-каталитической паровой конверсии монооксида углерода – это позволит улучшить термодинамику процессов и, возможно, исключить стадию короткоцикловой адсорбции.
– Внедрению водородной энергетики мешает относительно высокая стоимость производства, а также проблема «курицы и яйца»: пока нет развитой инфраструктуры, не будет большого числа потребителей, но без потребителей развить инфраструктуру сложно. В качестве переходного варианта мы предлагаем создать первичную сеть водородных заправок на базе существующей газопроводной сети. Технологии получения водорода из природного газа известны, но они масштабированы под большие мощности. Мы хотим адаптировать их к задаче локального получения водорода высокой чистоты и невысокой мощности, а также улучшить эффективность процессов, – поделился руководитель проекта, кандидат химических наук, старший преподаватель кафедры физической химии ФЕН Дмитрий Потемкин.
Проект «Каталитические материалы и технологии для российской водородной заправки» поддержан РНФ на три года – за это время ученые планируют создать лабораторную установку для получения водорода, моделирующую работу заправки.
