Hidrogen, stocare și producție: evoluție și tehnologii H2

Textul integral al EPFL, Alain Herzog © 01.12.10 a scris:Acid formic în motor
Cataliză producând hidrogen din acid formic

Furnicile dețin cheia combustibilului viitorului? Acidul formic permite stocarea mai eficientă și mai sigură a hidrogenului. O modalitate ideală de a acumula energie din surse regenerabile sau de a alimenta mașina secolului XXI.



Hidrogenul este adesea menționat ca înlocuitorul viitor al combustibililor fosili. Ecologic și eficient, are totuși multe dezavantaje. Extrem de inflamabil, trebuie depozitat în sticle voluminoase sub presiune. Atâtea obstacole în calea utilizării sale, pe care oamenii de știință de la EPFL și colegii lor de la Leibniz-Institut für Katalyse le-au eliminat: odată transformat în acid formic, hidrogenul poate fi stocat ușor și în siguranță. O soluție ideală pentru a acumula energie din surse regenerabile precum energia solară sau eoliană sau pentru a alimenta mașina de mâine.

Hidrogenul este ușor produs din energie electrică. Datorită unui catalizator și a CO2 din atmosferă, oamenii de știință l-au transformat în acid formic. Mai degrabă decât un cilindru greu din fontă umplut cu hidrogen sub presiune, aceștia obțin astfel o substanță foarte rezistentă la flacără și lichidă la temperatura camerei.

În noiembrie 2010, a doua etapă. Laboratoarele EPFL au reușit să provoace fenomenul opus: prin cataliză, acidul formic revine la starea de CO2 și hidrogen, care poate fi apoi transformat în energie electrică. A fost deja dezvoltat un prototip funcțional, care economisește spațiu, cu o putere de 2 kilowați. Două companii au cumpărat o licență pentru dezvoltarea acestei tehnologii: Granit (Elveția) și Tekion (Canada).

Stocați energiile regenerabile

„Imaginați-vă, de exemplu, că aveți celule solare pe acoperiș”, explică Gabor Laurenczy, profesor la Laboratorul de Chimie Organometalică și Medicinală și șef al Grupului de Cataliză pentru Energie și Mediu. Pe vreme rea sau noaptea, bateria de acid formic vă redă revărsarea de energie acumulată când strălucea soarele. ” Într-o astfel de configurație, metoda face posibilă restabilirea a peste 60% din energia electrică de pornire.

Această soluție este extrem de sigură. Acidul formic eliberează continuu cantități foarte mici de hidrogen, „exact ceea ce aveți nevoie în acest moment pentru consumul dvs. de energie electrică”, notează cercetătorul.

Un alt avantaj față de stocarea convențională este că procesul poate stoca aproape dublul energiei pentru același volum. Într-adevăr, un litru de acid formic conține mai mult de 53 de grame de hidrogen, față de abia 28 de grame pentru același volum de hidrogen pur presurizat la 350 de bari.
Oricum, cercetătorii au lucrat la un proces de cataliză bazat pe fier - un metal ușor disponibil și ieftin, în comparație cu metalele „nobile” precum platina sau ruteniul. La fel ca în toți catalizatorii, niciun material nu este degradat în timpul procesului.

Acid formic la pompă

Fără îndoială, în domeniul auto, invenția are cel mai interesant potențial. În prezent, prototipurile produse de unele mărci majore stochează hidrogen în formă convențională, cu problemele pe care le știm: pericol de explozie, volum mare ocupat de rezervorul sub presiune, dificultăți în realimentarea rapidă ...

Vehiculele din secolul 2008 ar putea funcționa cu acid formic. Această soluție nu numai că face stocarea hidrogenului mai sigură, ci și mai compactă și mai ușor de umplut la pompă - acidul formic este lichid la temperatura camerei. „Din punct de vedere tehnic, este destul de realizabil. Mai mult, marii producători ne-au contactat în XNUMX, când butoiul de petrol a atins noi înălțimi, mărturisește Gabor Laurenczy. În opinia mea, singurul obstacol este cel economic ”. Vor mai trece câțiva ani până când, poate, să reușim să realimentăm la primul furnicar traversat pe drum.

Obamot a scris: cercetătorii au lucrat la un proces de cataliză bazat pe fier - un metal ușor disponibil și ieftin, în comparație cu metalele „nobile” precum platina sau ruteniul.

EPFL, Alain Herzog © 01.12.10 a scris:În noiembrie 2010, a doua etapă. Laboratoarele EPFL au reușit să provoace procesul invers : prin cataliză, acidul formic revine la starea de CO2 și hidrogen, care poate fi apoi transformat în energie electrică

Wikipedia a scris:Depozitarea hidrogenului
Cercetările efectuate de Institutul Leibniz pentru Cataliză din Rostock au arătat că acesta poate fi utilizat pentru stocarea hidrogenului pentru a furniza combustibil către o celulă de combustibil (P_A_C).

În 2006, o echipă de cercetători de la EPFL (Elveția) a prezentat utilizarea acidului formic ca soluție de stocare a hidrogenului. Un sistem catalitic omogen, bazat pe o soluție apoasă de catalizatori de ruteniu descompune acidul formic (HCOOH) în dihidrogen H2 și dioxid de carbon (CO2). Dihidrogenul poate fi astfel produs pe o gamă largă de presiune (1 - 600 bari) iar reacția nu generează monoxid de carbon. Acest sistem catalitic rezolvă problemele catalizatorilor existenți pentru descompunerea acidului formic (stabilitate scăzută, durată limitată de viață a catalizatorului, formarea monoxidului de carbon) și face viabilă această metodă de stocare a hidrogenului.

[Din noiembrie 2010 (!?)] Coprodusul acestei descompuneri, dioxidul de carbon, poate fi utilizat ca a doua etapă pentru a genera din nou acid formic prin hidrogenare. Hidrogenarea catalitică a CO2 a fost studiată pe larg și au fost dezvoltate metode eficiente. Acidul formic conține 53 g · l-1 de hidrogen la temperatura și presiunea camerei, care este de două ori mai mare decât capacitatea de hidrogen comprimat la 350 bari. Acidul formic pur este un lichid inflamabil cu un punct de aprindere de + 69 ° C, care este mai mare decât benzina (-40 ° C) sau etanolul (+ 13 ° C). Diluat de la 85%, nu mai este inflamabil. Acidul formic diluat este chiar pe lista de aditivi alimentari a Food and Drug Administration (FDA).

Obamot a scris:+ catalizatorul pe bază de fier (FE FE2 ... nu știu care) este corect.