Noul proces permite producerea de oxizi metalici, cheie pentru tranziția la energie verde

Acești compuși sunt utilizați în mod obișnuit în captarea, utilizarea și stocarea carbonului (CCUS), pentru purificarea și reciclarea gazelor inerte în fabricarea panourilor solare, stocarea energiei termochimice și producerea de hidrogen pentru energie.

Aceste procese se bazează pe reacții în care oxizii metalici câștigă și pierd electroni, cunoscute sub numele de reacții redox. Cu toate acestea, performanța oxizilor metalici suferă în cazul reacțiilor redox la temperaturile ridicate necesare pentru fabricarea chimică.

Aici intervine tehnologia Imperial College London.

Potrivit lui Michael High, co-autorul principal al Studiul care prezintă noua soluție, oxizii metalici sunt jucători cheie într-un proces relativ nou numit combustie în buclă chimică (CLC).

CLC este o modalitate alternativă de ardere a combustibililor fosili care utilizează oxizi metalici, cum ar fi oxizii de cupru, pentru a transporta oxigenul din aer pentru a reacționa cu combustibilul. Reacția produce CO2 și abur, care este condensat pentru a permite captarea eficientă a CO2 pentru a preveni intrarea în atmosferă

Prin captarea CO2 care este produs, CLC poate ajuta oamenii să folosească combustibilii fosili într-un mod mai curat.

Cu toate acestea, o problemă cheie care a împiedicat utilizarea CLC la scară mai mare este incapacitatea oxizilor metalici de a menține o performanță bună de eliberare a oxigenului pe mai multe cicluri redox la temperaturi ridicate.

Pentru a aborda această problemă, cercetătorii au examinat structurile fundamentale ale oxizilor metalici utilizați în CLC, motivând că chimia precursorului oxizilor metalici a fost puțin înțeleasă, ceea ce a limitat proiectarea lor rațională.

„Pentru a rezolva problema modului în care oxizii metalici își mențin performanța, ne-am uitat la elementele de bază ale proceselor chimice implicate în CLC”, a spus High într-o declarație din presă. „Acesta este un exemplu cheie de combinare a cercetării fundamentale și a designului inteligent pentru a produce o strategie care se aplică unei game largi de procese de inginerie.”

Noul proces permite producerea de oxizi metalici, cheie pentru tranziția la energie verde
Prim-plan al oxizilor metalici. (Imaginea prin amabilitatea Imperial College London).

Cercetătorul și colegii săi au folosit o modalitate alternativă de a proiecta structura oxidului metalic dintr-un precursor binecunoscut compus din hidroxizi dubli stratificati cupru-magneziu-aluminiu (LDH).

Adaptând chimia precursorilor LDH, oamenii de știință au descoperit că ar putea produce oxizi de metal care ar putea încă funcționa bine la temperaturi remarcabil de ridicate. Ei au demonstrat acest lucru prin introducerea oxizilor prin 100 de cicluri chimice într-un tip de reactor utilizat pe scară largă, cunoscut sub numele de reactor cu pat fluidizat, timp de 65 de ore.

Capacitatea lor mai mare de a rezista la căldură înseamnă că oxizii metalici produși în acest mod pot fi folosiți pentru a elibera mai multă putere din purificarea și reciclarea gazelor inerte precum argonul în fabricarea panourilor solare, captarea și stocarea carbonului, stocarea energiei chimice și producerea de hidrogen curat. Pentru a arăta acest lucru, grupul a intensificat producția de oxizi metalici pentru utilizare în reactoare cu pat fluidizat. Ei au descoperit că crearea acestor materiale este simplă și ușor potrivită pentru extindere folosind metodele de fabricație industrială existente.

„Pe măsură ce lumea trece la zero net, avem nevoie de procese industriale mai inovatoare pentru decarbonizare”, a spus Qilei Song, autor principal al studiului. „Pentru a spori securitatea energetică, trebuie să diversificăm furnizarea de energie electrică, de la generarea și stocarea de energie regenerabilă până la utilizarea curată a combustibililor fosili cu tehnologii CCUS. Oxizii noștri de metal îmbunătățiți au un potențial mare de utilizare în procesele energetice care ne ajută să ajungem la zero net.”

Potrivit lui Song, noua soluție are deja un impact global asupra reciclării argonului în fabricarea panourilor solare și este de așteptat să ajute la eliberarea și mai multă putere din tehnologiile energetice existente care luptă împotriva crizei climatice.

Leave a Comment

Your email address will not be published.