The use of renewable energy in the form of methane via electrolytic hydrogen generation

• Autorzy: Hashimoto K. , Kumagai N. , Izumiya K. , Takano H. , Żabiński P. R. , El-Moneim A. A. , Yamasaki M. , Kato Z. , Akiyama E. , Habazaki H.

Warianty tytułu

PL

Zastosowanie odnawialnej energii w formie metanu na drodze elektrolitycznej produkcji wodoru

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Extrapolation of world energy consumption from 1990 to 2010 indicates the complete exhaustion of world reserves of oil, natural gas, uranium and coal by 2040, 2043, 2046 and 2053, respectively. For the survival of all people in the whole world, intermittent and fluctuating electricity generated from renewable energy should be supplied in the form of usable fuel to all people in the whole world. We have been working on research and development of global carbon dioxide recycling for the use of renewable energy in the form of methane via electrolytic hydrogen generation using carbon dioxide as the feedstock. We created energy-saving cathodes for hydrogen production, anodes for oxygen evolution without chlorine formation in seawater electrolysis, and catalysts for methanation of carbon dioxide and built pilot plants of industrial scale. Recent advances in materials are described. Industrial applications are in progress.

PL

Ekstrapolacja światowego zużycia energii z lat 1990-2010 wskazuje, że całkowite wyczerpanie światowych zasobów ropy naftowej nastąpi w 2040 roku, gazu ziemnego w 2043 roku, uranu w 2046 roku a węgla w 2053 roku. Dla przetrwania ludzkości na całym świecie energia elektryczna powinna być generowana z odnawialnego zródła w formie paliwa dostępnego dla kazdego. Opracowano technologie globalnego recyklingu dwutlenku wegla i zastosowania metanu jako formy odnawialnej energii generowanej poprzez uwodornienie CO2 wodorem produkowanym podczas elektrolizy wody morskiej. Opracowano energooszczedne katody do produkcji wodoru, anody do produkcji tlenu bez towarzyszącej temu emisji gazowego chloru podczas elektrolizy wody morskiej oraz katalizatory stosowane w procesie uwodornienia dwutlenku węgla. Wybudowano również pilotażowa instalacje w skali przemysłowej. Praca opisuje ostatnie postępy w industrializacji procesu.

Słowa kluczowe

EN

renewable energy; methane supply; CO2 recycling; electrolytic hydrogen generation; CO2 methanation; syngas methanation; fuel depletion; survival of world population

PL

energia odnawialna; podaż metanu; recykling CO2; elektrolityczne wytwarzanie wodoru; gaz syntezowy; wyczerpanie paliwa; przetrwanie ludności świata

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, iss. 1
• Strony: 231--239
• Opis fizyczny: Bibliogr. 25 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hashimoto K.

autor

Kumagai N.

autor

Izumiya K.

autor

Takano H.

autor

Żabiński P. R.

autor

El-Moneim A. A.

autor

Yamasaki M.

autor

Kato Z.

autor

Akiyama E.

autor

Habazaki H.

• Professor emeritus of Tohoku University and Tohoku Institute of Technology, Tohoku Institute of Technology, Sendai, 982-8577 Japan

Bibliografia

• [1] http://www.eia.gov/tools/a-z/index.cfm
• [2] http://www.worldnuclear.org/info/inf75.html
• [3] http://www.re-policy.jp/keito/2/03091209.pdf#search
• [4] http://www.re-policy.jp/keito/2/03091206.pdf#search
• [5] H. Habazaki, T. Tada, K. Wakuda, A. Kawashima, K. Asami, K. Hashimoto, “Corrosion, Electrochemistry and Catalysis of Metastable Metals and Intermetallics”, C. R. Clayton and K. Hashimoto Eds., the Electrochemical Society, 393-404 (1993).
• [6] K. Hashimoto, Kinzoku (Materials Science & Technology), AGNE Gijutsu Center, Tokyo 63, 5-10 (1993).
• [7] S. Meguro, T. Sasaki, H. Katagiri, H. Habazaki, A. Kawashima, T. Sakaki, K. Hashimoto, J. Electrochem. Soc. 147, 3003-3009 (2000).
• [8] P. R. Zabinski, S. Meguro, K. Asami, K. Hashimoto, Mater. Trans. 44, 2350-2355 (2003).
• [9] K. Izumiya, E. Akiyama, H. Habazaki, N. Ku- magai, A. Kawashima, K. Hashimoto, Electrochimica Acta 43, 3303-3321 (1998).
• [10] K. Fujimura, K. Izumiya, A. Kawashima, H. Habazaki, E. Akiyama, N. Kumagai, K. Hashimoto, J. Appl. Electrochem. 29, 765-771 (1999).
• [11] N. A. AbdelGhany, N. Kumagai, S. Meguro, K. Asami, K. Hashimoto, Electrochimica Acta. 48 , 21-28 (2002).
• [12] A. A. El- Moneim, N. Kumagai, K. Asami, K. Hashimoto, ECS Trans. 1[4], 491-497 (2006).
• [13] Z. Kato, N. Kumagai, K. Izumiya, K. Hashimo- to, Appl. Surf. Sci. 257, 8230-8236 (2011).
• [14] M. Yamasaki, H. Habazaki, T. Yoshida, E. Akiyama, A. Kawashima, K. Asami, K. Hashimoto, Appl. Catal. A, General, 163, 187-197 (1997).
• [15] M. Yamasaki, H. Habazaki, T. Yoshida, M. Komori, K. Shimamura, E. Akiyama, A. Kawashima, K. Asami, K. Hashimoto, Studies in Surf. Sci. Catal. 114, 451-454 (1998).
• [16] H. Habazaki, T. Yoshida, M. Yamasaki, M. Komori, K. Shimamura, E. Akiyama, A. Kawashima, K. Hashimoto, Studies in Surf. Sci. Catal. 114, 261-266 (1998).
• [17] H. Habazaki, M. Yamasaki, B.-P. Zhang, A. Kawashima, S. Kohno, T. Takai, K. Hashimoto, Appl. Catal. A, General 172, 131-140 (1998).
• [18] K. Pokrovski, K. T. Jung, A. T. Bell, Langmuir, 17[14], 4297-4303 (2001).
• [19] K. T. Jung, A. T. Bell, Catalysis Letters, 80 [1-2], 63-68 (2002).
• [20] N. Narita, Database of Grants-in-Aid for Scientific Research, Japan, http://kaken.nii.jp/ja/p/63550474/1988/3/ja
• [21] H. Takano, K. Izumiya, N. Kumagai, H. Habazaki, K. Hashimoto, to be submitted.
• [22] H. Habazaki, M. Yamasaki, A. Kawashima, K. Hashimoto, Appl. Organometallic Chem. 14, 803-808 (2000).
• [23] H. Takano, K. Izumiya, N. Kumagai, K. Hashimoto, Appl. Surf. Sci. 257, 8171-8176 (2011).
• [24] H. Takano, K. Izumiya, N. Kumagai, H. Habazaki, K. Hashimoto, to be submitted.
• [25] H. Takano, H. Shinomiya, K. Izumiya, N. Kumagai, H. Habazaki, K. Hashimoto, to be submitted.