Разработка методов комплексной переработки лигнина в водородсодержащие продукты с использованием микроволнового излучения и каталитических керамических конверторов

В отчете представлены результаты исследований, выполненных по договору № 1001/23 от 03.08.2023 г. по теме «Конверсия лигнина в водородсодержащий газ в присутствии углеродных поглотителей микроволнового излучения», в рамках Соглашения о формировании консорциума «Водород как основа низкоуглеродной экономики» от 06.06. 2021 г. Объектом исследования в рамках проекта является технология комплексной переработки лигнина в водород с использованием микроволнового излучения (МВИ) и пористых каталитических керамических конвертеров.. Цели работы: 1) Разработка лабораторной методики модифицирования лигнина наноразмерными металлическими компонентами. 2) Наработка экспериментальных образцов модифицированного лигнина наноразмерными металлическими компонентами. 3) Разработка лабораторной технологии переработки модифицированного наноразмерными металлическими компонентами лигнина под воздействием МВИ. 4) Разработка лабораторной методики превращения побочных продуктов переработки лигнина в водородсодержащий газ на пористых керамических конвертерах. Результаты работы: Найдено, что наибольшую эффективность в поглощении лигнином МВИ удается достичь при нанесении на него кобальта в интервале концентраций 0,1 – 2 мас.% и 0,1 и 0,5 мас. % железа. По результатам проведенных экспериментов была разработана Лабораторная методика модифицирования лигнина наноразмерными металлическими компонентами. Были наработаны экспериментальные образцы лигнина, модифицированного наноразмерными металлическими компонентами триады железа, в количестве 50 г каждого образца, с содержанием металлов от 0,1 до 2 мас.%. Составлен Акт «Наработки экспериментальных образцов лигнина, модифицированного наноразмерными металлическими компонентами». Найдено, что максимальная производительность по лигнину достигается на образцах, модифицированных 0,5 мас.% Со и составляет 1,4 кглигнина*1 кгметалла-1*мин-1 при содержании кобальта равным 0,5 мас.% в исходном лигнине. Разработана Лабораторная технология переработки лигнина, модифицированного наноразмерными металлическими компонентами, под воздействием МВИ. Совместная конверсия метана и углекислого газа, полученных при переработке лигнина, на пористом керамическом конвертере совмещенном с палладиевой мембраной для извлечения водорода, позволяет получать в 1,7 раз больше водорода, по сравнению с переработкой на пористом керамическом конвертере, при этом образующееся дополнительное количество, является чистым водородом (99,9999 %) (степень извлечения водорода достигает 52%). Разработана Лабораторная методика модифицирования лигнина наноразмерными металлическими компонентами. Все работы, предусмотренные Техническим заданием и планом-графиком, выполнены успешно. Поставленные на данном этапе работ задачи выполнены полностью.