ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПОДХОДЫ ПО ПОЛУЧЕНИЮ ВОДОРОДА

Д.И. Потемкин, П.В. Снытников, С.Д. Бадмаев, А.М. Горлова, В.Н. Рогожников, В.А. Кириллов,  

А.А. Печенкин, З.А. Федорова, А.В. Куликов, В.А. Шилов, Н.В. Рубан, В.Д. Беляев, В.А. Собянин 

Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, 

Россия, г. Новосибирск, пр. ак. Лаврентьева, 5, 630090 

E-mail: 

являются  энергонапряженными  многомаршрутными  химическими  реакциями,  для  эффективного 

проведения  которых  необходимо  применение  селективных  и  высокопроизводительных  катализаторов, 

которые бы совмещали высокие активность, теплопроводность, коррозионную и термическую стойкость. 

В работе изложена общая стратегия дизайна каталитических систем для процессов получения водорода, 

которая 

в 

использовании 

катализаторов 

типа 

“наночастицы 

металлическая  подложка”  и  описан  подход  для  их  направленного  синтеза.  Структурированная 

металлическая  подложка  обеспечивает  эффективный  отвод/подвод  тепла  для  экзо-/эндотермических 

реакций, обладает хорошими гидродинамическими характеристиками и облегчает масштабный переход. 

Структурный  оксидный  компонент  (оксид  алюминия)  обеспечивает  термическую  и  коррозионную 

устойчивость и высокую удельную поверхность каталитического покрытия, выполняя защитную функцию 

для  металлической  подложки.  Активный  оксидный  компонент  (преимущественно  оксиды  церия-

циркония) повышает устойчивость к зауглероживанию за счет кислородной подвижности и поддерживает 

высокую  дисперсность  активного  компонента  за  счет  сильного  взаимодействия  металл–носитель. 

Наночастицы металлов размером 1–2 нм участвуют в активации молекул-субстратов. 

В  работе  в  качестве  теплопроводящей  подложки  использованы  фехралевые  (FeCrAl)  сетки, 

сформованные  в  цилиндрические  блоки  заданных  размеров.  Путем  контролируемого  отжига  с 

формированием  микронного  слоя  α-Al

2

O

  и  последующего  нанесения  слоя  η-Al

2

O

3

(через  гидроксид  алюминия)  на  поверхность  фехрали  нанесен  структурный  слой  η-Al

2

O

3

игольчатой  морфологией,  на  который  далее  методами  пропитки  и/или  осаждения  был  нанесен 

каталитические активный компонент. 

Эффективность предложенной стратегии показана на примере реакций парциального окисления, 

паровой  и  автотермической  конверсии  широкого  спектра  углеводородных  и  оксигенатных  топлив,  для 

которых предложены композитные нанесенные на фехраль катализаторы на основе Rh, Pt/Ce

x

Zr

1-x

2

, Cu-

2

O

,  Ni(Cl)/Ce

x

Zr

1-x

2

,  Ni-MgO  и  ряда  других  систем.  Предложены  конструкции  компактных 

конверсии СО, избирательного окисления и метанирования СО. Достигнут уровень TRL 3-4. 

Водород. Технологии. Будущее 

23–24 декабря 2020 г.  

 

 

48 

 

жүктеу/скачать 6,55 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: