В России ведется разработка новой технологии получения водорода и этилена из природного газа
Российские ученые из Новосибирска изучают метод получения водорода и этилена из природного газа с помощью нанодисперсного катализатора и лазерного излучения. Проект осуществляет Институт катализа имени Борескова Сибирского отделения Российской академии наук (ИК СО РАН). Исследователи подчеркивают выгоду своей технологии: стоимость итоговых продуктов примерно в 8 раз выше стоимости исходного сырья.
На сегодняшний день в мире существует ряд технологий получения водорода из метана, но у них есть свои ограничения. Так, ранее при сильном нагревании метана без использования катализаторов на выходе образовывались водород и углерод в виде сажи для производства резины, краски и других продуктов. Но стоимость сажи невысока, потребление ограничено, а достижение высоких температур энергозатратно.
Российские ученые решили проблему активации метана, для которой нужны либо температуры свыше 1200°C, либо высокоактивные катализаторы. Однако такие катализаторы действуют на продукты конверсии еще более активно, чем на метан — они разлагают его в углерод, и это препятствует их использованию в традиционной форме. Тогда исследователи превратили катализатор в нанодисперсную пыль с высокой активностью, а затем обосновали идею получения водорода и этилена из метана с помощью наноразмерных катализаторов и лазерного излучения.
Сообщается, что лазерное излучение направляется в поток метана, где находятся наночастицы катализатора. Они нагреваются под воздействием лазера даже выше чем 1200°C, и на них начинает разлагаться метан. Продукты разложения – радикалы – поступают в холодный окружающий газ, где формируют этан, этилен и водород. То есть в Институте катализа имени Борескова создали двухтемпературную среду, где активация происходит в горячей фазе, а синтез — в «холодной», при температуре 600–800°C.
Авторы проекта подчеркивают, что «полученные данные будут сведены в вычислительную модель, где будут рассчитываться процессы, а такая модель необходима для перехода от лабораторного уровня к опытно-демонстрационному реактору с большей производительностью».