Wasserstoff, der als die “ultimative Energie” f\u00fcr das 21. Jahrhundert gilt, bietet Vorteile wie Sauberkeit, Erneuerbarkeit, Lagerf\u00e4higkeit und Vielseitigkeit. Die Internationale Energieagentur geht davon aus, dass im Jahr 2030 115 Millionen Tonnen Wasserstoff ben\u00f6tigt werden, um die weltweiten Kohlendioxid-Nettoemissionen bis 2050 auf Null zu bringen. Dies macht gr\u00fcnen Wasserstoff zu einem vielversprechenden Weg zu einer kohlenstofffreien Gesellschaft.<\/p>\n\n\n\n
Durch die Nutzung von Biomasse f\u00fcr die Wasserstoffproduktion k\u00f6nnen wir die durch fossile Brennstoffe verursachten Kohlenstoffemissionen verringern und so zur Bew\u00e4ltigung der sich versch\u00e4rfenden Energiekrise beitragen. Die neuartige Technologie der alkalischen thermischen Behandlung (ATT) zur Wasserstofferzeugung umfasst die Pyrolyse bei Atmosph\u00e4rendruck und niedriger Temperatur. Unter dem Gesichtspunkt des gesamten Lebenszyklus von Biomasse hat die ATT ein erhebliches Potenzial f\u00fcr “negative Kohlenstoffemissionen” und k\u00f6nnte einige fossile Brennstoffe ersetzen.<\/p>\n\n\n\n
In einer in der KeAi-Zeitschrift Carbon Resources Conversion<\/em> ver\u00f6ffentlichten \u00dcbersichtsarbeit untersuchte ein Forscherteam umfassend die j\u00fcngsten Fortschritte bei der ATT von Biomasse zur Wasserstofferzeugung. “Es gibt viele Faktoren, die die Effizienz der Wasserstoffproduktion aus ATT-Biomasse beeinflussen”, erkl\u00e4rt der Erstautor der Studie, Guojie Liu, Doktorand an der School of Chemical Engineering der Universit\u00e4t Sichuan. “Dazu geh\u00f6ren unter anderem Alkali, Ausgangsmaterial, Katalysatoren, Prozessparameter und Reaktoren.”<\/p>\n\n\n\n “Wir m\u00fcssen jedoch zun\u00e4chst die grundlegende Rolle und die Synergie von Alkali und Katalysatoren bei der ATT-Reaktion und dem Umwandlungsmechanismus von Biomasse kl\u00e4ren und dieses Wissen dann nutzen, um die Entwicklung effektiverer Veredelungsstrategien und sogar den Durchbruch bei Anwendungen in gr\u00f6\u00dferem Ma\u00dfstab anzuleiten”, so Liu weiter.<\/p>\n\n\n\n Um die Effizienz der Wasserstoffproduktion aus der ATT-Reaktion zu maximieren, sollte das verwendete Alkali die Umwandlung der Biomasse in kleine vergasbare Zwischenprodukte und die In-situ-Kohlenstoffspeicherung f\u00f6rdern.<\/p>\n\n\n\n “Durch die \u00dcberwindung der kinetischen Beschr\u00e4nkung der Reformierungsreaktion bei niedrigem Druck und niedriger Temperatur im ATT-Prozess kann au\u00dferdem die Effizienz der Wasserstoffproduktion gesteigert und die Synergie zwischen Alkali- und Metallkatalysatoren in vollem Umfang demonstriert werden”, erkl\u00e4rte Houfang Lu, Professor an derselben Schule.<\/p>\n\n\n\n Nach der Untersuchung wurden vier wichtige Schlussfolgerungen gezogen. Um die Umwandlung von Modellsubstanzen durch verschiedene Alkalien besser zu verstehen und eine geeignetere Biomasse zu finden, sind weitere Studien erforderlich. Um ein geeignetes Katalysatorsystem auf der Grundlage der Zwischenprodukte der ATT-Reaktion zu etablieren, m\u00fcssen der Deaktivierungsmechanismus des Katalysators, die Wechselwirkung zwischen der aktiven Stelle und dem Tr\u00e4ger sowie die katalytische Struktur-Aktivit\u00e4ts-Beziehung analysiert werden. Bei der Abw\u00e4gung der Vor- und Nachteile von In-situ- und Ex-situ-Reaktionen sind dar\u00fcber hinaus die Konstruktion angemessener Reaktoren und die Entwicklung effizienter Einlass-\/Auslassmethoden der Schl\u00fcssel zur \u00dcberwindung von Problemen wie Verkokung, eingeschr\u00e4nktem Stoffaustausch und Katalysatorregeneration, die durch Feststoff-Feststoff-Reaktionen verursacht werden. Schlie\u00dflich sollten auch eine wirtschaftliche Bewertung und eine Analyse des Energieverbrauchs durchgef\u00fchrt werden.<\/p>\n\n\n\n “Wir hoffen, dass diese Punkte bei k\u00fcnftigen Experimenten zur Wasserstofferzeugung mit Biomasse-ATT-Prozessen eine Rolle spielen werden, um diese Technologie zu industrialisieren”, so Lu.<\/p>\n\n\n\nOriginalver\u00f6ffentlichung<\/h3>\n\n\n\n