Ученые добились эффективного получения чистого водорода электрохимическим способом

Специалисты ФИЦ «Институт катализа СО РАН» и Центра компетенций НТИ «Водород как основа низкоуглеродной экономики» показали перспективность выделения чистого водорода из продуктов паровой конверсии спиртов и эфиров электрохимическим способом. Они запатентовали установку, которая обеспечивает выше 90 % извлечения водорода с чистотой 99,96 об. %. Об этом сообщил в ходе V Российского конгресса «Роскатализ» ведущий научный сотрудник института Сухэ Бадмаев.

Получение водорода из углеводородов и оксигенатов (спиртов и простых эфиров) обычно сопровождается образованием оксидов углерода. Чтобы очистить водород, ученые ИК СО РАН решили использовать электрохимический способ. Они разработали бифункциональные катализаторы для паровой конверсии оксигенатов и запатентовали устройство, которое состоит из водородного насоса (электрохимической ячейки) с мембраной на основе полибензимидазола, комбинированного с каталитическим реактором. В этом реакторе получают водородсодержащую смесь с минимальным содержанием монооксида углерода (СО), которая затем подается в водородный насос для извлечения чистого водорода.

«Разработанные нами бифункциональные катализаторы благодаря наличию поверхностных кислотных и медьсодержащих центров обеспечивают полное превращение диметилового эфира, диметоксиметана и метанола в водородсодержащий газ с концентрацией СО менее 1 об. %. Это очень важно, потому что концентрация монооксида углерода напрямую влияет на эффективность работы водородного насоса», — рассказывает ведущий научный сотрудник отдела гетерогенного катализа к.х.н. Сухэ Бадмаев. По его словам, чем больше СО в реформате, тем больше поляризуется электрод за счет отравления электрокатализатора, соответственно, увеличивается расход электроэнергии на выделение чистого водорода.

В итоге ученым удается извлекать 90 % водорода с чистотой 99,96 % при энергетической эффективности более 75 %. Примечательно, что данная установка может работать как топливный элемент: если не нужно получать водород, она может генерировать электроэнергию.

Следующий этап — разработать технико-экономическое обоснование создания таких установок.