Фундаментальные аспекты получения новых композитных мембранно-каталитических систем синтеза водорода из спиртов и углеводородов, исследование каталитических и сепарационных свойств

Предлагаемый проект направлен на разработку фундаментальных аспектов создания каталитических мембран, не содержащих благородные металлы (Pt, Pd, Au), для получения водорода путем каталитической паровоздушной трансформации углеводородов и биооксигенатов. В настоящее время проблема развития водородной энергетики приобретают большую значимость в свете необходимости уменьшения количества выбрасываемого углекислого газа и диверсификации видов используемого энергетического топлива. Водород является альтернативным видом экологически чистого энергетического сырья, способного в перспективе заменить традиционные углеродсодержащие источники энергии. К традиционным способам получения водорода можно отнести электролиз и паровую конверсию углеродсодержащего сырья. Электролитическое получение водорода связано с большими затратами электроэнергии, кроме этого, до пятидесяти процентов энергии затрачивается на параллельное получение кислорода, при этом общий теоретический коэффициент полезного действия процесса не превышает 60%. Получение водорода методом каталитической паровой конверсии углеводородов и оксигенатов является менее энергоемким процессом, однако, получаемый таким образом водород существенно загрязняется монооксидом и диоксидом углерода, последние, в свою очередь, являются каталитическими ядами для дальнейших процессов получения энергии из водорода. Вследствие чего, разработка способов выделения чистого водорода является важной задачей современной науки, имеющей выраженную фундаментальную и прикладную составляющие.Научной новизной предлагаемого проекта являются разработка теоретических и практических основ получения цеолитсодержащих мембран с активным каталитическим слоем, не содержащим благородные металлы, для процессов паровой конверсии углеводородов и оксигенатор с получением водорода высокой чистоты. Цеолитсодержащие мембраны, в отличие от традиционно используемых Pd содержащих мембран, обладают значительно более низкой стоимостью при сравнимых показателях разделения и скорости переноса водорода. В связи с чем, основным направлением развития цеолитсодержащих мембран является повышение селективности разделения водородсодержащих смесей, что может быть достигнуто как за счет получения монокристаллических цеолитсодержащих мембран, так и за счет модификации мембран цеолита переходными металлами (Ni, Mo, V, Fe, Mn, Cr), способствующими увеличению скорости переноса водорода. В рамках выполнения проекта планируется получение результатов фундаментального и прикладного характера, включая теоретическое обоснование методов получения высокоэффективных цеолитсодержащих мембран и практических способов и приемов создания планарных мембран большой площади.