Biroul de energie fosilă al Departamentului de energie al SUA (DOE) sprijină activitățile de avansare a tehnologiilor de cărbune-hidrogen, în special prin procesul de gazificare a cărbunelui cu captarea, utilizarea și stocarea carbonului. DOE anticipează că gazificarea cărbunelui pentru producția de hidrogen cu captarea, utilizarea și stocarea carbonului ar putea fi desfășurată în intervalul de timp mediu.
Cum Funcționează?
din punct de vedere chimic, cărbunele este o substanță complexă și foarte variabilă care poate fi transformată într-o varietate de produse. Gazificarea cărbunelui este o metodă care poate produce energie, combustibili lichizi, substanțe chimice și hidrogen. Mai exact, hidrogenul este produs prin reacția mai întâi a cărbunelui cu oxigenul și aburul sub presiuni și temperaturi ridicate pentru a forma gaz de sinteză, un amestec format în principal din monoxid de carbon și hidrogen.
reacție de gazeificare a cărbunelui (dezechilibrată):
CH0.8 + O2 + H2O CO + CO2 + H2 + alte specii
după îndepărtarea impurităților din gazul de sinteză, monoxidul de carbon din amestecul de gaze reacționează cu abur prin reacția de schimbare apă-gaz pentru a produce hidrogen și dioxid de carbon suplimentar. Hidrogenul este îndepărtat printr-un sistem de separare, iar fluxul de dioxid de carbon foarte concentrat poate fi ulterior capturat și stocat. Aflați mai multe despre captarea, utilizarea și stocarea carbonului.
De Ce Este Luată În Considerare Această Cale?
Statele Unite au o resursă internă abundentă în cărbune. Utilizarea cărbunelui pentru a produce hidrogen pentru sectorul transporturilor poate reduce consumul total de energie al Americii și dependența sa de petrolul importat, contribuind în același timp la crearea de locuri de muncă prin crearea unei industrii interne. Producția de hidrogen din cărbune oferă, de asemenea, beneficii de mediu atunci când este integrată cu tehnologii avansate în gazificarea cărbunelui, producția de energie și captarea, utilizarea și stocarea carbonului. Integrarea acestor tehnologii facilitează captarea mai multor poluanți, cum ar fi oxizii de sulf, oxizii de azot, mercurul și particulele, precum și gazele cu efect de seră, cum ar fi dioxidul de carbon. Atunci când hidrogenul este utilizat în vehicule eficiente cu celule de combustibil, emisiile din sectorul transporturilor pot fi aproape eliminate.
Cercetarea se concentrează pe depășirea provocărilor
există mai multe provocări în utilizarea gazeificării cărbunelui pentru a produce hidrogen la costuri țintă și cu emisii de gaze cu efect de seră aproape zero. R suplimentar & D este necesar pentru:
- dezvoltarea tehnologiilor de captare, utilizare și stocare a carbonului care asigură eliberarea minimă a dioxidului de carbon în procesul de producție
- dezvoltarea de noi tehnologii care pot înlocui procesul criogenic utilizat în prezent pentru a separa oxigenul necesar de aer.