Konwersja CO₂ do metanolu – jedna z metod magazynowania energii

• Autorzy: Wilk A. , Więcław-Solny L. , Spietz T. , Tatarczuk A.

Warianty tytułu

EN

CO₂-to-methanol conversion – an alternative energy storage solution

• Konferencja: Ochrona Środowiska (XVII; 19-21.10.2016; Ustroń, Polska)
• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W artykule opisano zagadnienie związane z utylizacją ditlenku węgla poprzez jego konwersję z wodorem do paliw płynnych. Na podstawie dostępnych danych przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych prowadzone na świecie w zakresie poprawy efektywności tej syntezy. Podsumowano badania w zakresie zarówno katalizatorów syntezy metanolu, jak i rozwiązań konstrukcyjnych reaktorów. Przedstawiono instalacje wielkoskalowe syntezy metanolu oraz opisano zagadnienia związane z ekonomiką procesu utylizacji ditlenku węgla w kierunku surowców chemicznych, i z efektywnością magazynowania energii w postaci metanolu.

EN

The article addresses the problem of carbon dioxide utilisation through conversion with hydrogen to liquid fuels. It provides results of laboratory tests conducted all over the world for purposes of improving efficiency of the synthesis which have been analysed with reference to the available data. Studies pertaining to methanol synthesis catalysts as well as reactor design solutions have been commented. The article introduces large-scale methanol synthesis systems and highlights different economic issues linked with carbon dioxide utilisation for production of chemical raw materials as well as with efficiency of energy storage in methanol.

Słowa kluczowe

PL

utylizacja CO2; CCU; PtL; metanol

EN

CO2 utilisation; CCU; PtL; methanol

• Wydawca: Stowarzyszenie Inżynierów i Techników Przemysłu Chemicznego, ZW CHEMPRESS-SITPChem
• Czasopismo: Chemik
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 70, nr 10
• Strony: 626--633
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Wilk A.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Więcław-Solny L.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Spietz T.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

autor

Tatarczuk A.

• Instytut Chemicznej Przeróbki Węgla, Zabrze

Bibliografia

• 1. Czardybon A., Więcław-Solny L., Chmielniak T., Ściążko M.: Technologiczne wykorzystanie ditlenku węgla. Zabrze 2015.
• 2. Arakawa H.: Research and development on new synthetic routes for basic chemicals by catalytic hydrogenation of CO2. Studies in Surface Science and Catalysis, vol. 114, M.A., Izui K., Yanagida S., Yamaguchi T., Inui T. Ed. Elsevier 1998, 19–30.
• 3. Inui T., Hara H., Takeguchi T., Kim J.-B.: Copper, Silver and Gold in CatalysisStructure and function of Cu-based composite catalysts for highly effective synthesis of methanol by hydrogenation of CO2 and CO. Catal. Today 1997, 36, 1, 25–32.
• 4. Wu J., Saito M., Takeuchi M., Watanabe T.: The stability of Cu/ZnO-based catalysts in methanol synthesis from a CO2-rich feed and from a CO-rich feed. Appl. Catal. Gen. 2001, 218, 1–2, 235–240.
• 5. Mahajan D., Goland A.N.: Integrating low-temperature methanol synthesis and CO2 sequestration technologies: application to IGCC plants. Catal. Today 2003, 84, 1–2, 71–81.
• 6. Toyir J., Ramirez de la Piscina P., Fierro J.L.G., Homs N.: Catalytic performance for CO2 conversion to methanol of gallium-promoted copper-based catalysts: influence of metallic precursors. Appl. Catal. B Environ. 2001, 34, 4, 255–266.
• 7. Liu J., Shi J., He D., Zhang Q., Wu X., Liang Y., Zhu Q.: Surface active structure of ultra-fine Cu/ZrO2 catalysts used for the CO2+H2 to methanol reaction. Appl. Catal. Gen. 2001, 218, 1–2, 113–119.
• 8. Liu S.-H., Wang H.P., Wang H.-C., Yang Y.W.: In situ EXAFS studies of copper on ZrO2 during catalytic hydrogenation of CO2. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2005, 144–147, 373–376.
• 9. Liu Y., Zhang Y., Wang T., Tsubaki N.: Efficient Conversion of Carbon Dioxide to Methanol Using Copper Catalyst by a New Low-temperature Hydrogenation Process. Chem. Lett. 2007, 36, 9, 1182–1183.
• 10. Słoczyński J., Grabowski R., Olszewski P., Kozłowska A., Stoch J., Lachowska M., Skrzypek J.: Effect of metal oxide additives on the activity and stability of Cu/ZnO/ZrO2 catalysts in the synthesis of methanol from CO2 and H2. Appl. Catal. Gen. 2006, 310, 127–137.
• 11. Guo X., Mao D., Lu G., Wang S., Wu G.: Glycine–nitrate combustion synthesis of CuO–ZnO–ZrO2 catalysts for methanol synthesis from CO2 hydrogenation. J. Catal. 2010, 271, 2, 178–185.
• 12. An X., Li J., Zuo Y., Zhang Q., Wang D., Wang J.: A Cu/Zn/Al/Zr Fibrous Catalyst that is an Improved CO2. Catal. Lett. 2007, 118, 3–4, 264–269.
• 13. Liang X.-L., Dong X., Lin G.-D., Zhang H.-B.: Carbon nanotube-supported Pd–ZnO catalyst for hydrogenation of CO2 to methanol. Appl. Catal. B Environ. 2009, 88, 3–4, 315–322.
• 14. Jia L., Gao J., Fang W., Li Q.: Carbon dioxide hydrogenation to methanol over the pre-reduced LaCr0.5Cu0.5O3 catalyst. Catal. Commun. 2009, 10, 15, 2000–2003.
• 15. Raudaskoski R., Niemelä M.V., Keiski R.L.: The effect of ageing time on coprecipitated Cu/ZnO/ZrO2 catalysts used in methanol synthesis from CO2 and H2. Top. Catal. 2007, 45, 1–4, 57–60.
• 16. Słoczyński J., Grabowski R., Kozłowska A., Olszewski P., Stoch J., Skrzypek J., Lachowska M.: Catalytic activity of the M/(3ZnO·ZrO2) system (M= Cu, Ag, Au) in the hydrogenation of CO2 to methanol. Appl. Catal. Gen. 2004, 278, 1, 11–23.
• 17. Joo O.-S., Jung K.-D., Moon I., Rozovskii A.Y., Lin G.I., Han S.-H., Uhm S.-J.: Carbon Dioxide Hydrogenation To Form Methanol via a Reverse-Water-Gas-Shift Reaction (the CAMERE Process). Ind. Eng. Chem. Res. 1999, 38, 5, 1808–1812.
• 18. Jadhav S.G., Vaidya P.D., Bhanage B.M., Joshi J.B.: Catalytic carbon dioxide hydrogenation to methanol: A review of recent studies. Chem. Eng. Res. Des. 2014, 92, 11, 2557–2567.
• 19. http://bluefuelenergy.com/_warehouse/bfe_mitsui_pilot_plant.pdf. 22-Jun-2016.
• 20. http://carbonrecycling.is/projects-1/ Projects CRI – Carbon Recycling International 22-Jun-2016.
• 21. Bertau M., Offermanns H., Plass L., Schmidt F., Wernicke H.-J.: Methanol: The Basic Chemical and Energy Feedstock of the Future: Asinger’s Vision Today. Springer Science&Business Media 2014.
• 22. Processes for Recycling Carbon Dioxide from the Atmosphere. Presented at the IEA Executive Conference on Solar Photoconversion, Colorado Spring 1990.
• 23. Jacquelin L-M.: Economic and environmental potential of chemical valorization path of CO2. Presented at the 3rd Carbon dioxide utilization summit, Bremen 2014.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.