Produkcja wodoru w procesie parowego reformingu etanolu w obecności katalizatorów Cu/Zr/Ga i Cu/Zr/La

• Autorzy: Hamryszak Łukasz

Identyfikatory

DOI

10.15199/62.2025.2.7

Warianty tytułu

EN

Hydrogen production in the ethanol steam reforming process over Cu/Zr/Ga and Cu/Zr/La catalysts

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono badania otrzymywania wodoru w procesie parowego reformingu etanolu wobec trójskładnikowych katalizatorów Cu/ Zr modyfikowanych dodatkiem galu i lantanu 4% mas., w reaktorze rurowym, w zakresie temp. 433-573 K, przy początkowym stosunku molowym etanolu do wody 1:3. Właściwości otrzymanych katalizatorów porównano z katalizatorem bimetalicznym Cu/Zr wytworzonym i badanym wg tej samej procedury. Najlepszą jednostkową zdolność produkcyjną wodoru ok. 330 L/(kg_kat · h) wykazał Cu/Zr/La; otrzymany produkt nie zawierał zarówno tlenku węgla, jak i metanu. Dodatek Ga do Cu/Zr nie przyniósł istotnej poprawy aktywności.

EN

Cu/Zr catalysts with about 4% by mass Ga or La addn. were prepared and tested in a continuous flow fixed-bed reactor, in the temp. range of 433-573 K, with an initial molar ratio of ethanol to water of 1:3. The properties of obtained catalysts were compared with bimetallic Cu/Zr catalyst prepared and tested according to the same procedure. The Cu/Zr/La catalyst proved to be the best, hydrogen yield reached the value of 330 L/(kg_cat · h). Neither CH₄ nor CO were detected. The addn. of Ga did not bring a significant improvement in activity.

Słowa kluczowe

PL

parowy reforming etanolu; katalizatory miedziowo-cyrkonowe; ogniwo wodorowe; produkcja wodoru; katalizatory z metali nieszlachetnych

EN

ethanol steam reforming; copper-zirconium catalysts; hydrogen fuel cells; hydrogen production; non-noble metal catalysts

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2025
• Tom: T. 104, nr 2
• Strony: 257--261
• Opis fizyczny: Bibliogr. 48 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Hamryszak Łukasz

• Instytut Inżynierii Chemicznej Polskiej Akademii Nauk, ul. Bałtycka 5, 44-100 Gliwice

• https://orcid.org/0000-0002-3373-5201

Bibliografia

• [1] A. K. Seriyala, R. Chava, J. Baffoe, X. T. L. Pham, C. Leclerc, S. Appari, B. Roy, Int. J. Hydrogen Energy 2024, 50, 239.
• [2] H. Meng, Y. Yang, T. Shen, W. Liu, L. Wang, P. Yin, Z. Ren, Y. Niu, B. Zhang, L. Zheng, H. Yan, J. Zhang, F.-S. Xiao, M. Wei, X. Duan, Nat. Commun. 2023, 14, 3189.
• [3] M. G. Sürer, H. T. Arat, Europ. Mech. Sci. 2018, 2, 20.
• [4] A. Ganguli, V. Bhatt, Front. Therm. Eng. 2023, 3, 1143987.
• [5] J. Kang, Y. Song, T. Kim, S. Kim, Int. J. Hydrogen Energy 2022, 47, 3587.
• [6] M. M. Rashid, M. K. Al Mesfer, H. Naseem, M. Danish, Int. J. Eng. Adv. Technol. 2015, 4, 80.
• [7] M. Madej-Lachowska, M. Kulawska, J. Słoczyński, Chem. Proc. Eng. 2017, 38, 147.
• [8] M. Ni, D. Y. C. Leung, M. K. H. Leung, Int. J. Hydrogen Energy 2007, 32, 3238.
• [9] H. Tian, Ch. Pei, Y. Wu, S. Chen, Z.-J. Zhao, J. Gong, Appl. Catal. B Environ. 2021, 293, 120173.
• [10] Ł. Hamryszak, M. Madej-Lachowska, M. Kulawska, M. Ruggiero-Mikołajczyk, K. Samson, M. Śliwa, React. Kinet. Catal. Mech. 2020, 130, 727.
• [11] Ł. Hamryszak, M. Kulawska, M. Madej-Lachowska, M. Śliwa, K. Samson, M. Ruggiero-Mikołajczyk, Catalysts 2021, 11, 575.
• [12] M. Musso, A. Cardozo, M. Romero, R. Faccio, D. Segobia, C. Apesteguía, J. Bussi, Catal. Today 2022, 394-396, 524.
• [13] K. Boudadi, A. Bellifa, C. Marquez-Alvarez, V. C. Corberan, Appl. Catal. A Gen. 2021, 619, 118141.
• [14] M. D. Zhurka, A. Lemonidou, P. N. Kechagiopoulos, Catal. Today 2021, 368, 161.
• [15] M. Martinelli, J. D. Castro, N. Alhraki, M. E. Matamoros, A. J. Kropf, D. C. Cronauer, G. Jacobs, Appl. Catal. A Gen. 2021, 610, 117947.
• [16] T. S. Moraes, L. E. P. Borges, R. Farrauto, F. B. Noronha, Int. J. Hydrogen Energy 2018, 43, 115.
• [17] V. Palma, F. Castaldo, P. Ciambelli, G. Iaquaniello, Appl. Catal. B Environ. 2014, 145, 73.
• [18] A. C. W. Koh, L. Chen, W. K. Leong, T. P. Ang, B. F. G. Johnson, T. Khimyak, J. Lin, Int. J. Hydrogen Energy 2009, 34, 5691.
• [19] H. Jia, J. Zhang, J. Yu, X. Yang, X. Sheng, H. Xu, C. Sun, W. Shen, A. Goldbach, Int. J. Hydrogen Energy 2019, 44, 24733.
• [20] T. K. Phung, T. Le Minh Pham, A.-N. T. Nguyen, K. B. Vu, H. N. Giang, T.-A. Nguyen, T. C. Huynh, H. D. Pham, Chem. Eng. Technol. 2020, 43, 672.
• [21] Q. Liu, H. Zhou, Z. Jia, ACS Omega 2022, 7, 4577.
• [22] M. Cortazar, S. Sun, C. Wu, L. Santamaria, L. Olazar, E. Fernandez, M. Artetxe, G. Lopez, M. Olazar, J. Environ. Chem. Eng. 2021, 9, 106725.
• [23] H. V. Fajardo, E. Longo, D. Mezalira, G. Nuernberg, G. Almerindo, A. Collasiol, L. F. D. Probst, I. T. S. Garcia, N. L. V. Carreño, Environ. Chem. Lett. 2010, 8, 79.
• [24] D. G. Araiza, A. Gómez-Cortés, G. Díaz, Catal. Today 2020, 349, 235.
• [25] S. Li, M. Li, Ch. Zhang, S. Wang, X. Ma, J. Gong, Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 2940.
• [26] N. Pinton, M. V. Vidal, M. Signoretto, A. Martínez-Arias, V. Cortés Corberán, Catal. Today 2017, 296, 135.
• [27] M. Madej-Lachowska, H. Moroz, H. Wyżgoł, Ł. Hamryszak, Prace Nauk. Inst. Inż. Chem. Polskiej Akademii Nauk 2017, 21, 99.
• [28] M. S. Batista, R. K. S. Santos, E. M. Assaf, J. M. Assaf, E. A. Ticianelli, J. Power Sources 2004, 134, 27.
• [29] M. Greluk, M. Rotko, G. Słowik, S. Turczyniak-Surdacka, J. Energy. Inst. 2019, 92, 222.
• [30] B. L. Augusto, M. C. Ribeiro, F. J. C. S. Aires, V. T. da Silva, F. B. Noronha, Catal. Today 2020, 344, 66.
• [31] J. Llorca, N. Homs, J. Sales, P. R. de la Piscina, J. Catal. 2002, 209, 306.
• [32] F. Haga, T. Nakajima, H. Miya, S. Mishima, Catal. Lett. 1997, 48, 223.
• [33] J. Llorca, N. Homs, J. Sales, J. L. G. Fierro, P. R. de la Piscina, J. Catal. 2004, 222, 470.
• [34] H. Song, L. Zhang, R. B. Watson, D. Braden, U. S. Ozkan, Catal. Today 2007, 129, 346.
• [35] A. J. Vizcaino, A. Carrero, J. A. Calles, Int. J. Hydrogen Energy 2007, 32, 1450.
• [36] I. Rossetti, J. Lassoa, E. Finocchio, G. Ramis, V. Nichelec, M. Signorettoc, Appl. Catal. A Gen. 2014, 477, 42.
• [37] V. S. Bergamaschi, F. M. S. Carvalho, C. Rodrigues, D. B. Fernandes, Chem. Eng. J. 2005, 112, 153.
• [38] M. Kulawska, M. Madej-Lachowska, Ł. Hamryszak, H. Moroz, H. Wyżgoł, Przem. Chem. 2019, 98, nr 12, 1992.
• [39] S. M. de Lima, A. M. Silva, U. M. Graham, G. Jacobs, B. H. Davis, L. V. Mattos, Appl. Catal. A Gen. 2009, 352, 95.
• [40] N. K. Das, A. K. Dalai, R. Ranganathan, Can. J. Chem. Eng. 2007, 85, 92.
• [41] M. Śliwa, K. Samson, Int. J. Hydrogen Energy 2021, 46, 555.
• [42] I. Dancini-Pontes, M. DeSouza, F. A. Silva, M. H. N. O. Scaliante, C. G. Alonso, G. S. Bianchi, A. M. Neto, G. M. Pereira, N. R.C. Fernandes-Machado, Chem. Eng. J. 2015, 273, 66.
• [43] P. V. Snytnikov, S. D. Badmaev, G. G. Volkova, D. I. Potemkin, M. M. Zyryanova, V. D. Belyaev, Int. J. Hydrogen Energy 2012, 37, 16388.
• [44] L.-C. Chen, S. D. Lin, Appl. Catal. B Environ. 2014, 148-149, 509.
• [45] M. Yadav, I. Szenti, M. Abel, A. Szamosvolgyi, K. B. Abrahamne, J. Kiss, P. Zsolt, A. Sapi, A. Kukovecz, Z. Konya, Chem. Cat. Chem. 2023, 15, e202200717.
• [46] W. Tong, A. West, K. Cheung, K.-M. Yu, S. C. E. Tsang, ACS Catal. 2013, 3, 1231.
• [47] P. Courty, H. Ajot, Ch. Marcilly, B. Delmon, Powder Technol. 1973, 7, 21.
• [48] J. H. Song, S. J. Han, J. Yoo, S. Park, D. H. Kim, I. K. Song, J. Mol. Catal. A: Chem. 2016, 424, 342.

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr POPUL/SP/0154/2024/02 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki II" - moduł: Popularyzacja nauki (2025).