Naukowcy z Uniwersytetu Waseda w Japonii ujawnili innowacyjne podejście do wytwarzania energii elektrycznej z metylocykloheksanu (MCH) za pomocą ogniw paliwowych ze stałym tlenkiem (SOFC).
Spis treści
Potencjał MCH jako nośnika wodoru
Metylocykloheksan, będący rodzajem wodorku organicznego, stanowi obiecujący nośnik wodoru. Ze względu na zdolność do zachowania stanu ciekłego w temperaturze pokojowej, niską toksyczność oraz gęstość wodoru przewyższającą tę w przypadku wodoru przechowywanego pod wysokim ciśnieniem, MCH oferuje szereg zalet, które uczyniły go przedmiotem intensywnych badań.
Odkrycia Zespołu Uniwersytetu Waseda
Zespół badawczy pod kierunkiem profesora Akihiko Fukunagi z Wydziału Chemii Stosowanej Uniwersytetu Waseda odkrył, że MCH może reagować z jonami tlenu w SOFC, umożliwiając wytwarzanie energii elektrycznej. To odkrycie jest znaczące, ponieważ energia potrzebna do tego procesu okazuje się być mniejsza niż w przypadku tradycyjnych metod wspomaganych katalizatorem.
Wyzwania z odwodornieniem
Podczas prac nad odwodornieniem, czyli procesem usuwania atomów wodoru z cząsteczek, zespół napotkał pewne trudności. Wykorzystanie katalizatorów okazało się problematyczne z uwagi na ich trwałość oraz znaczne straty energetyczne.
Profesor Fukunaga komentując wyniki badań, powiedział: „W tym badaniu wykazaliśmy, że to urządzenie może zastosować do kontrolowania reakcji odwodornienia z wodorków organicznych i reakcji podstawienia pierścieni aromatycznych przez tlen. W przyszłości możliwe będzie stworzenie nowej syntetycznej chemii poprzez zastosowanie ogniw paliwowych”.
Innowacyjne Zastosowanie Ogniw Paliwowych
Dążąc do jednoczesnego przeprowadzenia dwóch procesów w ogniwie paliwowym: reakcji endotermicznej (pochłanianie ciepła z otoczenia) odwodornienia z wodorków organicznych oraz egzotermicznej (uwalnianie ciepła) produkcji energii elektrycznej, zespół zastosował SOFC z anodą wspomagającą i pracującą w wyższej temperaturze niż standardowe ogniwo paliwowe z polimerowym elektrolitem.
Warunki i Wyniki Doświadczeń
Doświadczenia prowadzone były w specjalnych warunkach, uniemożliwiających pirolizę wodorków organicznych oraz osadzanie węgla na elektrodach. Wyniki badań wskazują na stosunek produkcji toluenu do benzenu wynoszący 94:6. To dowodzi, że można generować energię elektryczną bez konieczności korzystania z tradycyjnych urządzeń do odwodornienia, a zamiast tego bezpośrednio w ogniwie z MHC.
Podsumowując, MCH reaguje z jonami tlenu w ogniwach paliwowych na bazie stałego tlenku, co pozwala na bezpośrednią produkcję energii elektrycznej z MCH. Ta metoda wymaga mniej energii niż tradycyjne dehydrogenacja MCH przy użyciu katalizatora. Osiągnięcia te wskazują na możliwość wytwarzania energii bez emisji szkodliwych dla środowiska gazów, takich jak CO2, sugerując, że możemy zmierzać w stronę bardziej zrównoważonej energetyki.
Osiągnięcia zespołu badawczego zostały opublikowane w prestiżowym magazynie naukowym Applied Energy.
Zapraszamy do bliższego zapoznania się z naszą nową ofertą Technologii Wodorowych i Dekarbonizacji – przyszłość jest teraz!
Odkryj więcej!
