Разработка научных основ процесса получения очищенного водорода путем самосогласованных реакций процесса риформинга продуктов биомассы и селективного гидрирования монооксида углерода с использованием Ni-Co-содержащего пористого мембранно-каталитического конвертера и скелетного катализатора

В последнее время мировое потребление энергии резко возросло, что связанно с высокими темпами урбанизации, а также развитием индустрии и транспорта. Это стало объективной причиной поиска новых экологически безопасных, экономически выгодных и высокоэффективных способов её получения. Таким образом, в настоящее время повышенное внимание уделяется «зелёной» химии, направленной на получение водорода. На данный момент, основными способами получения Н2 являются энергоёмкие процессы нефтехимии и электролиза воды. Также известны опытно-промышленные процессы, основанные на способе селективного выделения водорода с чистотой 99,999% из продуктов конверсии органических субстратов на палладийсодержащих мембранных элементах, к недостаткам которых относятся высокая стоимость, сложность конструкции, ограниченные условия применения, невысокая проницаемость, и как следствие, низкая производительность по выделяемому Н2, а также неустойчивость к действию каталитических ядов и непродолжительный срок эксплуатации в виду охрупчивания мембраны, связанного с механизмом твёрдофазной диффузии вещества через палладий. В связи с этим, актуальными являются исследования в области газофазных гетерогенно-каталитических реакций в условиях принудительной диффузии молекул субстрата в пространственно-ограниченном объёме пор мембранных реакторов, в которых процессы протекают более интенсивно, по сравнению с традиционными реакторами с насыпным слоем катализатора, в виду улучшенного массо- и теплообмена. Таким образом, целью настоящей работы является разработка фундаментальных основ технологии получения очищенного от примесей СО водорода, пригодного для использования в топливных элементах различного типа. В ходе исследования будут предложены модификация процесса переработки продуктов биомассы; найдены оптимальные условия и закономерности протекания самосогласованных реакций риформинга органических субстратов, паровой конверсии монооксида углерода и его селективного гидрирования в метан с использованием специально разработанных Ni-Co-содержащих пористых керамических мембранно-каталитических конвертеров (ПКМКК) и оригинального скелетного катализатора.