Ученые Томского политехнического университета представили технологию, которая позволяет вырабатывать синтез-газ из твердых отходов — древесных опилок, угольной пыли, шлама, старых покрышек. Полученный газ имеет высокое, от 20 до 40 %, содержание водорода.
Технология основана на методе паровой термической конверсии. Исходный продукт подвергается воздействию пара при высоких температурах — от 500 до 1200 градусов Цельсия в зависимости от материала. Материал в спрессованном виде разрушается под действием водяного пара в присутствии кислорода или без. При этом происходит процесс, который ученые называют «недогорением», потому что разрушается только органическая часть материала.
Авторы технологии объясняют, что она позволяет получить сразу три продукта. В твердой форме это углеродная крошка, которая может использоваться в дорожных покрытиях или при дополнительной очистке в качестве фильтра. Если исходным материалом были сосновые опилки, то после переработки получается биоуголь, который можно применять для приготовления пищи. В жидкой фазе получается углеводородное топливо, которое можно использовать для отопления. В газообразной — синтетический газ, состоящий из водорода, минимального процента углекислого газа и азотных соединений. Синтез-газ хорошо горит, поэтому его можно также использовать для обогрева, возвращать в технологический цикл и извлекать из него водород.
При этом во время переработки выделяется минимальный объем СО2 — не более 5 % от общего объема синтез-газа. В перспективе это значение возможно довести до нуля и одновременно — найти наиболее эффективный способ выделения чистого водорода из смеси, говорят ученые.
Технологию разработали на базе научно-исследовательского центра «Экоэнергетика 4.0» Инженерной школы энергетики. Ранее он уже представил линейку установок, которая позволяет работать с разными объемами исходного продукта — от нескольких граммов до 20 кг. На базе томской ТЭЦ-3 создан стенд комплексных испытаний для отработки технологии, который позволяет работать уже с объемом исходного продукта 4 тонны в час.
Заместитель директора по развитию Инженерной школы энергетики ТПУ Владимир Губин отмечает, что технология работает с древесными опилками, старыми покрышками, отходами угольной промышленности — штыбом, шлаком, шламом, угольной пылью. По его словам, из последнего получается синтез-газ с самым высоким содержанием водорода».
Ранее исследователи из Университета Центральной Флориды разработали наноразмерный материал, который может эффективно расщеплять морскую воду на кислород и водород. ученые уверены, что он поможет производить экологически чистое водородное топливо из морской воды.
