Katalityczna dekompozycja metanu jako źródło cennego wodoru

• Autorzy: Wojtasik Michał , Markowski Jarosław , Żak Grażyna

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2022.3.1

Warianty tytułu

EN

Catalytic decomposition of methane as a source of valuable hydrogen

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Omówiono poznane w literaturze metody otrzymywania wodoru metodą katalitycznej dekompozycji metanu (pirolizy metanu).

EN

A review, with 71 refs., of thermal and catalytic MeH decompn. The processes carried out in the gas phase in the presence of solid catalysts or liq. (molten metals or salts) were presented. The problem related to the formation of C in the processes and its purity was discussed.

Słowa kluczowe

PL

otrzymywanie wodoru; piroliza metanu; katalityczna dekompozycja metanu

EN

obtaining hydrogen; methane pyrolysis; catalytic decomposition of methane

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2022
• Tom: T. 101, nr 3
• Strony: 181--185
• Opis fizyczny: Bibliogr. 71 poz., wykr.

Twórcy

autor

Wojtasik Michał

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, ul .Lubicz 25A, 31-503 Kraków

autor

Markowski Jarosław

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, Kraków

autor

Żak Grażyna

• Instytut Nafty i Gazu – Państwowy Instytut Badawczy, Kraków

Bibliografia

• [1] G. Ji, J.G. Yao, P.T. Clough, J.C.D. da Costa, E.J. Anthony, P.S. Fennell, W. Wang, M. Zhao, Energy Environ. Sci. 2018, 11, nr 10, 2647, DOI: 10.1039/C8EE01393D.
• [2] M. Steinberg, Int. J. Hydrogen Energy 1999, 24, nr 8, 771, DOI: 10.1016/S0360-3199(98)00128-1.
• [3] www.iea.org/data-and-statistics/charts/global-hydrogen-demand-by-sector-in-the-sustainable-development-scenario-2019-2070, dostęp 01.09.2021 r.
• [4] B. Parkinson, M. Tabatabaei, D.C. Upham, B. Ballinger, Ch. Greig, S. Smart, E. McFarland, Int. J. Hydrogen Energy 2018, 43, nr 5, 2540, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2017.12.081.
• [5] A. Holmen, O. Olsvik, O.A. Rokstad, Fuel Process. Technol. 1995, 42, nr 2-3, 249, DOI: 10.1016/0378-3820(94)00109-7.
• [6] A. Abánades, E. Ruiz, E.M. Ferruelo, F. Hernández, A. Cabanillas, J.M. Martínez-Val, J.A. Rubio, C. López, R. Gavela, G. Barrera, C. Rubbia, D. Salmieri, E. Rodilla, D. Gutiérrez, Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, nr 20, 12877, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2011.07.081.
• [7] C. Guéret, M. Daroux, F. Billaud, Chem. Eng. Sci. 1997, 52, nr 5, 815, DOI: 10.1016/S0009-2509(96)00444-7.
• [8] F. Billaud, C. Gueret, J. Weill, Thermochim. Acta 1992, 211, suppl. C, 303, DOI: 10.1016/0040-6031(92)87029-A.
• [9] M.G. Poirier, C. Sapundzhiev, Int. J. Hydrogen Energy 1997, 22, nr 4, 429, DOI: 10.1016/s0360-3199(96)00101-2.
• [10] M. Steinberg, Int. J. Hydrogen Energy 1998, 23, nr 6, 419, DOI: 10.1016/s0360-3199(97)00092-x.
• [11] K. Otsuka, S. Takenaka, H. Ohtsuki, Appl. Catal. A Gen. 2004, 273, nr 1-2, 113, DOI: 10.1016/j.apcata.2004.06.021.
• [12] I. Suelves, J.L. Pinilla, M.J. Lázaro, R. Moliner, J.M. Palacios, J. Power Sources 2009, 192, nr 1, 35, DOI: 10.1016/j.jpowsour.2008.11.096.
• [13] N. Muradov, F. Smith, A.T. Raissi, Catal. Today 2005, 102-103, 225, DOI: 10.1016/j.cattod.2005.02.018.
• [14] M. Audier, M. Coulon, L. Bonnetain, Carbon N.Y. 1979, 17, nr 5, 391, DOI: 10.1016/0008-6223(79)90052-6.
• [15] L. Jin, X. Gao, L. Wang, Q. Wu, Z. Chen, X. Lin, J. Electroanal. Chem. 2013, 692, 1, DOI: 10.1016/j.jelechem.2012.12.021.
• [16] A.F. Cunha, J.J.M. Órfão, J.L. Figueiredo, Int. J. Hydrogen Energy 2009, 34, nr 11, 4763, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2009.03.040.
• [17] A. Venugopal i in., Int. J. Hydrogen Energy 2007, 32, nr 12, 1782, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2007.01.007.
• [18] B. Zapata, M.A. Valenzuela, J. Palacios, E. Torres-Garcia, Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, nr 21, 12091, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2009.09.072.
• [19] M.A. Ermakova i D.Y. Ermakov, Catal. Today 2002, 77, nr 3, 225, DOI: 10.1016/S0920-5861(02)00248-1.
• [20] A.C. Dupuis, Prog. Mater. Sci. 2005, 50, nr 8, 929, DOI: 10.1016/j.pmatsci.2005.04.003.
• [21] P. Jana, V.A. De La Peña O’Shea, J.M. Coronado, D.P. Serrano, Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, nr 19, 10285, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2010.07.125.
• [22] K. Otsuka, H. Ogihara, S. Takenaka, Carbon N. Y. 2003, 41, nr 2, 223, DOI: 10.1016/S0008-6223(02)00308-1.
• [23] A. Chambers, T. Nemes, N.M. Rodriguez, R.T.K. Baker, J. Phys. Chem. B 1998, 102, nr 12, 2251, DOI: 10.1021/jp973462g.
• [24] J. Salmones, J.A. Wang, M.A. Valenzuela, E. Sánchez, A. Garcia, Catal. Today 2010, 148, nr 1-2, 134, DOI: 10.1016/j.cattod.2009.03.005.
• [25] D. Chen, K.O. Christensen, E. Ochoa-Fernández, Z. Yu, B. Tøtdal, N. Latorre, A. Monzon, A. Holmen, J. Catal. 2004, 229, nr 1, 82, DOI: 10.1016/j.jcat.2004.10.017.
• [26] S.K. Saraswat, K.K. Pant, Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, nr 21, 13352, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2011.07.102.
• [27] A. Hornés, P. Bera, M. Fernández-García, A. Guerrero-Ruiz, A. Martínez-Arias, Appl. Catal. B Environ. 2012, 111-112, 96, DOI: 0.1016/j.apcatb.2011.09.022.
• [28] S. Patel, S. Kundu, P. Halder, M.H. Marzbali, K. Chiang, A. Surapaneni, K. Shah, Int. J. Hydrogen Energy 2020, 45, nr 55, 29978, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2020.08.036.
• [29] A. Al-Qahtani, B. Parkinson, K. Hellgardt, N. Shah, G. Guillen-Gosalbez, Appl. Energy 2021, 281, 115958, DOI: 10.1016/j.apenergy.2020.115958.
• [30] D. Torres, S. De Llobet, J.L. Pinilla, M.J. Lázaro, I. Suelves, R. Moliner, J. Nat. Gas Chem. 2012, 21, nr 4, 367, DOI: 10.1016/S1003-9953(11)60378-2.
• [31] J.L. Pinilla, R. Utrilla, R.K. Karn, I. Suelves, M.J. Lázaro, R. Moliner, A.B. García, J.N. Rouzaud, Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, nr 13, 7832, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2011.01.184.
• [32] W. Qian, T. Liu, F. Wei, Z. Wang, Y. Li, Appl. Catal. A Gen. 2004, 258, nr 1, 121, DOI: 10.1016/j.apcata.2003.08.017.
• [33] S.K. Saraswat, K.K. Pant, J. Nat. Gas Sci. Eng. 2013, 13, 52, DOI: 10.1016/j.jngse.2013.04.001.
• [34] G.D.B. Nuernberg, E.L. Foletto, C.E.M. Campos, H.V. Fajardo, N.L.V. Carreño, L.F.D. Probst, J. Power Sources 2012, 208, 409, DOI: 10.1016/j.jpowsour.2012.02.037.
• [35] T. Hussain, M. Iqbal, J. Anal. Appl. Pyrolysis 2011, 90, nr 2, 106, DOI: 10.1016/j.jaap.2010.10.012.
• [36] M. Balakrishnan, V.S. Batra, J.S.J. Hargreaves, A. Monaghan, I.D. Pulford, J.L. Rico, S. Sushil, Green Chem. 2009, 11, nr 1, 42, DOI: 10.1039/b815834g.
• [37] R. Moliner, I. Suelves, M. J. Lázaro, O. Moreno, Int. J. Hydrogen Energy 2005, 30, nr 3, 293, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2004.03.035.
• [38] E.K. Lee, S.Y. Lee, G.Y. Han, B.K. Lee, T.-J. Lee, J.H. Jun, K.J. Yoon, Carbon N.Y. 2004, 42, nr 12, 2641, DOI: 10.1016/j.carbon.2004.06.003.
• [39] N.Z. Muradov, T.N. Veziroǧlu, Int. J. Hydrogen Energy 2005, 30, nr 3, 225, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2004.03.033.
• [40] J.M. Gatica, D.M. Gómez, S. Harti, H. Vidal, Appl. Catal. A Gen. 2013, 458, DOI: 10.1016/j.apcata.2013.03.016.
• [41] N.Z. Muradov, T.N. Veziroǧlu, Int. J. Hydrogen Energy 2008, 33, nr 23, 6804, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2008.08.054.
• [42] M.J. Lázaro, J.L. Pinilla, R. Utrilla, I. Suelves, R. Moliner, F. Moreno, M. Muñoz, Energy Fuels 2010, 24, nr 6, 3340, DOI: 10.1021/ef901504x.
• [43] M.H. Kim, E.K. Lee, J.H. Jun, S.J. Kong, G.Y. Han, B.K. Lee, T.-J. Lee, K.J. Yoon, Int. J. Hydrogen Energy 2004, 29, nr 2, 187, DOI: 10.1016/S0360-3199(03)00111-3.
• [44] S. Krzyżyński, M. Kozłowski, Int. J. Hydrogen Energy 2008, 33, nr 21, 6172, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2008.07.091.
• [45] H.F. Abbas, W.M.A.W. Daud, Int. J. Hydrogen Energy 2010, 35, nr 22, 12268, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2010.08.036.
• [46] I. Suelves, M.J. Lázaro, R. Moliner, J.L. Pinilla, H. Cubero, Int. J. Hydrogen Energy 2007, 32, nr 15, 3320, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2007.05.028.
• [47] M.J. Lázaro, J.L. Pinilla, I. Suelves, R. Moliner, Int. J. Hydrogen Energy 2008, 33, nr 15, 4104, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2008.05.072.
• [48] Q.L. Zhuang, T. Kyotani, A. Tomita, Energy Fuels 1994, 8, nr 3, 714, DOI: 10.1021/ef00045a028.
• [49] Z. Bai, W. Li, J. Bai, B. Li, H. Chen, Energ Source Part A 2012, 34, nr 12, 1145, DOI: 10.1080/15567031003663174.
• [50] J. Zhang, L. Jin, S. Liu, Y. Xun, H. Hu, Carbon N.Y. 2012, 50, nr 3, 952, DOI: 10.1016/j.carbon.2011.09.058.
• [51] J. Zhang, L. Jin, X. He, S. Liu, H. Hu, Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, nr 15, 8978, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2011.04.205.
• [52] H.F. Abbas, I.F. Baker, Int. J. Hydrogen Energy 2011, 36, nr 15, 8985, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2011.05.005.
• [53] H.F. Abbas, W.M.A.W. Daud, Int. J. Hydrogen Energy 2009, 34, nr 15, 6231, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2009.05.143.
• [54] Z. Bai, H. Chen, B. Li, W. Li, Int. J. Hydrogen Energy 2007, 32, nr 1, 32, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2006.06.030.
• [55] J. Chen, M. He, G. Wang, Y. Li, J. Z. Zhu, Int. J. Hydrogen Energy 2009, 34, nr 24, 9730, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2009.10.030.
• [56] Q. Wang, W. Liu, L. Pei, Z. Cai, H. Luo, X. Wang, D. Zhang, J. Liu, Mar. Pet. Geol. 2021, 126, DOI: 10.1016/j.marpetgeo.2021.104923.
• [57] Pat.US1803221A(1930).
• [58] K. Wang, W.S. Li,X.P. Zhou, J. Mol. Catal. A Chem. 2008, 283, nr 1-2, 153, DOI: 10.1016/j.molcata.2007.12.018.
• [59] D.C. Upham, V. Agarwal, A. Khechfe, Z.R. Snodgrass, M. Gordon, H. Metiu, E. McFarland, Science 2017, 358, nr 6365, 917, DOI: 10.1126/science.aao5023.
• [60] B.J. Leal Pérez, J.A. Medrano Jiménez, R. Bhardwaj, E. Goetheer, M. van Sint Annaland, F. Gallucci, Int. J. Hydrogen Energy 2021, 46, nr 7, 4917, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2020.11.079.
• [61] I. Schultz, D.W. Agar, Int. J. Hydrogen Energy 2015, 40, nr 35, 11422, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2015.03.126.
• [62] M. Plevan, T. Geißler, A. Abánades, K. Mehravaran, R.K. Rathnam, C. Rubbia, D. Salmieri, L. Stoppel, S. Stückrad, T. Wetzel, Int. J. Hydrogen Energy 2015, 40, nr 25, 8020, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2015.04.062.
• [63] T. Geißler, M. Plevan, A. Abánades, A. Heinzel, K. Mehravaran, R.K. Rathnam, C. Rubbia, D. Salmieri, L. Stoppel, S. Stückrad, A. Weisenburger, H. Wenninger, T. Wetzel, Int. J. Hydrogen Energy 2015, 40, nr 41, 14134, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2015.08.102.
• [64] F. Rodríguez-Reinoso, A. Sepúlveda-Escribano, Handbook of surfaces and interfaces of materials, Elsevier, 2001, 309.
• [65] T. Keipi, K.E.S. Tolvanen, H. Tolvanen, J. Konttinen, Energy Convers. Manag. 2016, 126, 923, DOI: 10.1016/j.enconman.2016.08.060.
• [66] L. Weger, A. Abánades, T. Butler, Int. J. Hydrogen Energy 2017, 42, nr 1, 720, DOI: 10.1016/j.ijhydene.2016.11.029.
• [67] D. Kang, C. Palmer, D. Mannini, N. Rahimi, M.J. Gordon, H. Metiu, E.W. McFarland, ACS Catal. 2020, 10, nr 13, 7032, DOI: 10.1021/acscatal.0c01262.
• [68] D. Kang, N. Rahimi, M.J. Gordon, H. Metiu, E.W. McFarland, Appl. Catal. B Environ. 2019, 254, 659, DOI: 10.1016/j.apcatb.2019.05.026.
• [69] N. Rahimi, D. Kang, J. Gelinas, A. Menon, M.J. Gordon, H. Metiu, E.W. McFarland, Carbon N.Y. 2019, 151, 181, DOI: 10.1016/j.carbon.2019.05.041.
• [70] K.E. Spells, Proc. Phys. Soc.1936, 48, nr 2, 299, DOI: 10.1088/0959-5309/48/2/308.
• [71] C.F. Patzschke, B. Parkinson, J.J. Willis, P. Nandi, A.M. Love, S. Raman, K. Hellgardt, Chem. Eng. J. 2021, 414, 128730, DOI: 10.1016/j.cej.2021.128730.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MEiN, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2022-2023).