Реформинг диоксида углерода

Реформинг диоксида углерода (также известный как сухой риформинг ) — это метод получения синтез-газа (смеси водорода и оксида углерода) в результате реакции диоксида углерода с углеводородами, такими как метан, с помощью металлических катализаторов (обычно Ni или сплавов Ni). ^{[1] [2]} Синтез-газ традиционно производится посредством реакции парового риформинга или газификации угля . В последние годы возросшая обеспокоенность по поводу вклада парниковых газов в глобальное потепление увеличила интерес к замене пара в качестве реагента на диоксид углерода. ^[3]

Реакция сухого риформинга может быть представлена ​​следующим образом:

${\displaystyle {\ce {CH4 + CO2 <=>[975^oC] 2CO + 2H2}}}$

Таким образом, потребляются два парниковых газа и производятся полезные химические строительные блоки, водород и оксид углерода. Проблема коммерциализации этого процесса заключается в том, что получаемый водород имеет тенденцию реагировать с диоксидом углерода. Например, следующая реакция обычно протекает с более низкой энергией активации , чем сама реакция сухого риформинга:

${\displaystyle {\ce {CO + H2O <=>[600^oC] CO2 + H2}}}$

Другая проблема сухого риформинга заключается в том, что он работает в условиях, при которых образуется вода. В результате эта вода может привести к нежелательной обратной реакции на CO2 _через реакцию конверсии воды в газ . Чтобы предотвратить образование CO2 и, следовательно, потери выхода CO, CO2 _{можно адсорбировать} на оксиде кальция. Следовательно, в процессе образуются только CO и H2O _, что повышает эффективность использования исходного сырья. Этот процесс более известен как суперсухой риформинг. ^[4]

CO ₂ может быть подвергнут сухому риформингу в газ CO при 800-850 °C путем реакции с нефтяным коксом , биоуглем , углем и т. д. с использованием недорогих катализаторов на основе железа. Используя более дешевую возобновляемую электроэнергию, такую ​​как солнечная или ветровая энергия, этот более дешевый метод преобразует нефтяной кокс и парниковый газ CO ₂ в полезное топливо, такое как метанол, достигая улавливания и использования углерода . ^[5] Часть газа CO преобразуется в водород посредством реакции конверсии водяного газа.