阴离子交换膜电解制氢

2021-01-08 12:55
流程工业 2020年11期
关键词:莱恩炼钢阴离子

当谈到Power-to-X技术时,大多数人都会想到氢,无论是将CO2和H2合成天然气或者通过逆水煤气变换反应生成合成天然气的替代品,甚至就连存储能源或者驱动燃料电池时也离不开氢。利用可再生能源生产电解氢这一工艺技术明显的比常规的甲烷生产CO2要贵得多,因为对电解设备的效率和可靠性有着重要影响的核心部件就是其中的离子传导膜。

赢创公司新开发的阴离子交换膜(英文缩写为AEM)与其他电解工艺技术相比较有着明显的优势,比传统的AEL隔膜电解法或者比较新的PEM质子交换膜法都要好。AEM阴离子交换膜电解技术有望降低投资成本,因为在相同的碱性工作环境中阴离子交换膜技术使用的不含贵金属元素的电池材料。除此之外它还具有很高的电流密度、高效率以及供电使用的灵活性等优点。

现在,一个有工业企业和科研机构组成的临时机构(其中包括了壳牌 公 司、Enapter公司、 德国于利希研究中心、挪威的自然科学典型和挪威工业技术研究院)将在Channel项目(基于ANionN交换膜电解的高效氢气生产装置的开发项目)中对新型电解设备进行实际应用测试。科莱恩催化剂业务副总裁Stefan Heuser先生认为Ineratec公司的模块化设备在分布式能源生产设备领域中有着巨大的发展潜力。

从作用上看:AEM阴离子交换膜的聚合物化学性质是水电解性能和效率的关键

合成气体并不是科莱恩在Power-to-X领域中的唯一依靠,早在2017年时其就参与了联邦德国教育和研究部负责的Kopernikus项目,并在这一项目中开发出LOHC液化有机氢载体技术的催化剂。这一技术使得氢不仅不用在低温下液化,也不用作为一种气体运输,而是与化学的载体物质一起被运输。这种形式的氢电池避开了运输、存储中的典型难题(例如低密度、高易燃性和快挥发性)。而且在催化剂的催化作用下,这种目前已经上市的液化有机氢载体可以吸收大量的氢气,并通过催化脱氢将吸收的氢气再次释放出来。

老手与新人联手:特 种 化学品专家科莱恩与初创企业Ineratec将在Power-to-X技术领域中展开合作

废气中提取的有用原材料

科莱恩与蒂森克虏伯公司和其他工业科研领域中的合作伙伴一起参与了Carbon2Chem研发项目的工作,目的是希望从钢铁行业的炼钢废气中提取出有用的原材料。就炼钢废气的组成成分而言,它们与合成气体的成分非常相似,完全可以用来提取氨、甲醇或者其他化学品。使用科莱恩的Megamax系列的氧化铜和氧化锌催化剂可以从炼钢废气中提取上述化工原材料,在催化剂的催化作用下生产出来的甲醇可以作为高辛烷值的燃料添加剂使用或者用于烯烃的生产,甚至可以进一步生产出汽油或者柴油。在Power-to-X技术领域中,甲醇是一种神奇的物质,与储氢技术设备或者电池式的蓄能设备不同,它不必建造全新的基础设施。科莱恩的研发人员决定继续研发创新突破,把钢铁行业的炼钢废气中提取出的原材料转换为可以销售的产品。 ●

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