Исследователи WVU считают, что

Исследователи из Колледжа инженерии и минеральных ресурсов имени Бенджамина М. Статлера WVU ищут способы получения водородной энергии из сырья биомассы. Исследования проводятся при финансовой поддержке Министерства энергетики США. (Фото ВВУ)

В Колледже инженерии и минеральных ресурсов имени Бенджамина М. Статлера при Университете Западной Вирджинии группа инженеров делает ставку на объединенное обещание двух путей к углеродно-нейтральной энергетике: водород и биомасса.

Профессор GE Plastics Material Engineering Дебангсу Бхаттачарья возглавляет исследования по созданию водородной энергии из биомассы при поддержке Министерства энергетики США примерно в 1,5 миллиона долларов.

Когда исследователи и лидеры отрасли говорят об источниках топлива для будущего чистой энергетики, многие разговоры вращаются вокруг способности жидкого и газообразного водорода заменить ископаемое топливо в качестве источника энергии для всего: от автомобилей и самолетов до электричества, используемого дома и на предприятии. Другие разговоры сосредоточены на «биомассах»: древесине, просо, навозе и других органических материалах, которые улавливают углекислый газ, что позволяет использовать их в качестве топлива для выработки энергии.

Бхаттачарья вместе с коллегами Джоном Ху, заведующим кафедрой инженерных разработок по использованию природного газа, и Оиси Саньялом, доцентом, используют эти два пути для производства экологически чистой энергии. Они изучают, как сделать эту трансформацию эффективной и экономичной с помощью процесса, называемого газификацией.

Бхаттачарья объяснил, что газификация происходит, когда углеродсодержащие материалы, такие как биомасса, подвергаются воздействию высокой температуры в присутствии газифицирующих агентов, таких как пар или углекислый газ. В результате этого процесса образуются газы, такие как водород и углекислый газ, которые можно отделить и уловить.

Он считает, что путь преобразования биомассы в водород является одной из ведущих технологий будущего для производства чистого водорода. Но сначала его команда должна разработать систему газификации, которая будет значительно меньше и доступнее, чем нынешние технологии газификации биомассы.

Бхаттачарья мечтает о газогенераторе, который сможет генерировать сверхчистый водород, пригодный для использования в топливных элементах, при этом улавливая углекислый газ, вызывающий парниковый эффект.

«Газификация не нова, но нынешние коммерческие системы газификации, как правило, большие и капиталоемкие, что делает их коммерчески менее привлекательными.

«Если биомасса станет популярным сырьем для производства водородного топлива», — сказал Бхаттачарья, — «газификаторы должны стать дешевле и более модульными, чтобы их можно было устанавливать в распределенных местах, а не на большом предприятии в центре. Распределенное производство водорода также может в значительной степени облегчить проблемы с транспортировкой и хранением водорода».

Экономия за счет масштаба означает, что более крупные химические заводы получают финансовые преимущества перед своими более мелкими коллегами, но Бхаттачарья использует несколько инновационных подходов, чтобы гарантировать рентабельность своих проектов.

Его команда будет использовать технологию, называемую «новым многофункциональным катализатором», которая может работать при более низких температурах, чем нынешние коммерческие системы газификации, при этом максимизируя производительность.

Они также будут рассматривать высоко «интенсифицированный» газификатор, который будет объединять несколько операций в одном блоке и производить «сверхчистый водород прямо из самого газификатора», сказал он.

«Ожидается, что предлагаемая нами технология будет очень компактной и легко развертываемой, не занимая много места, что делает ее возможным подходом, например, для производства водорода в масштабах муниципальных предприятий».

Бхаттачарья объяснил, что исследователи будут проводить эксперименты и разрабатывать математические модели, «чтобы понять сотни проектных и рабочих переменных. Имея эту информацию, мы сможем улучшить экономику процесса зеленой технологии производства водорода».

«Решение проблемы глобального потепления является первоочередной задачей», — сказал Бхаттачарья. «Мы считаем, что этот проект сыграет решающую роль в производстве экологически чистых, доступных, безопасных, надежных и устойчивых энергетических ресурсов».