AquaOil srls
Via Terracina 27, 00177 Roma (Italia)
C.F. - P.IVA - № registro imprese 16213571009
Numero REA RM - 1641982
www.aquaoil.info – pec : aquaoil@pecodc.it
Email: info@aquaoil.it
Telefono: +39 349 342 3348
Прикладные исследования для инноваций и развития
AquaOil
НЕ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКАЯ УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ЗЕЛЕНОГО ВОДОРОДА ИЗ ВОДЫ
инновационная технология, основанная на использовании холодной плазмы
Современные области применения и разработки водорода
Водород является ключевым элементом перехода к более устойчивой энергетике.
Несколько секторов заинтересованы в конечном использовании водорода.
Мобильность (морские и железнодорожные перевозки, погрузочно-разгрузочное оборудование, автобусы и грузовики, легкие транспортные средства на топливных элементах и грузовые автомобили)
Промышленность (как альтернатива традиционным видам топлива благодаря низким выбросам; в синтезе химических веществ, например, аммиака и метанола; в переработке нефти; в процессах гидрогенизации углеводородов для повышения октанового числа и, соответственно, увеличения добавленной стоимости; в прямом восстановлении железной руды для производства стали; в качестве топлива для высокотемпературных промышленных процессов, например, в печах для обработки стали, керамики и стекла).
Жилищное хозяйство (для производства тепловой энергии в зимний период).
Инфраструктурный (в энергораспределении в секторе газовых сетей).
Рынок водорода стремительно развивается, а многочисленные инвестиции в исследования и разработки направлены на повышение эффективности и снижение себестоимости.
В будущем водород может стать ключевым компонентом низкоуглеродной экономики, изменив не только энергетический сектор, но и то, как мы производим и используем энергию в целом.
Использование водорода в качестве энергоносителя имеет ряд положительных и выгодных факторов.
Например, высокая плотность энергии на единицу массы, отсутствие выбросов углекислого газа или выбросов, изменяющих климат и загрязняющих окружающую среду. Или возможность хранения водорода в различных формах, таких как жидкая, газообразная или твердая и жидкая (с гидридами металлов и органическими жидкостями). А также возможность использовать существующую инфраструктуру для транспортировки и распределения, при этом стоимость заказа будет ниже, чем стоимость линий электропередач при том же количестве транспортируемой энергии. Не говоря уже о более коротком времени подзарядки автомобилей на элементах сгорания по сравнению с автомобилями на аккумуляторах, а также о большей автономности.
Современные технологии
Сегодня более 95 процентов водорода производится из ископаемых источников, в основном путем парового риформинга природного газа (метана), что приводит к выбросу в атмосферу углекислого газа, образующегося в процессе производства.
Существующие технологии производства водорода различаются по своим характеристикам, эффективности, экологическим и экономическим ограничениям.
Риформинг природного газа: этот метод, использующий метан и пар при высокой температуре, является наиболее распространенным и имеет эффективность около 65-75 %. Однако при его использовании выделяется значительное количество CO2, что способствует изменению климата. Он относительно дешев, но зависимость от ископаемого топлива является существенным экологическим ограничением.
Электролиз воды: этот процесс использует электричество для расщепления воды на водород и кислород с эффективностью 60-70%. Если электроэнергия поступает из возобновляемых источников, получаемый водород является «зеленым» и оказывает очень низкое воздействие на окружающую среду. Основным ограничением является высокая стоимость, обусловленная необходимостью использования возобновляемой электроэнергии и относительной неэффективностью процесса.
Газификация угля или биомассы: этот метод превращает углеродистые материалы в водород с эффективностью 45-55 %. Он может быть улучшен за счет улавливания и хранения углерода, что позволяет сократить выбросы CO2. Однако это дорогостоящий и сложный процесс, оказывающий значительное воздействие на окружающую среду в случае неэффективного применения улавливания и хранения углерода.
Биологическое производство: использование микробов для производства водорода с помощью естественных процессов. Эта технология все еще находится на стадии эксперимента и имеет переменную, но в целом низкую эффективность. Затраты на исследования и разработки высоки, а масштабы производства в настоящее время ограничены.
Термический крекинг углеводородов: этот процесс расщепляет молекулы углеводородов до водорода и других соединений при высоких температурах. Его эффективность составляет 50-60 %, и, хотя он менее распространен, имеет высокую стоимость энергии и приводит к значительным выбросам CO2.
Таким образом, если риформинг природного газа является самым дешевым и распространенным методом, то электролиз, несмотря на его высокую стоимость, является наиболее устойчивым долгосрочным вариантом. Другие технологии, такие как газификация и биологическое производство, предлагают потенциальные инновационные решения, но требуют дальнейшего развития, чтобы стать экономически и экологически устойчивыми.
В чем заключается Инновация
Это новый гидродинамический технологический процесс, который заключается в поджигании плазмы непосредственно в потоке двухфазной жидкой смеси, состоящей из воды и газообразного пара, для мгновенного расщепления молекулярных компонентов и отделения водорода от кислорода. Эта технология уже была проверена для других целей, в частности для очистки воды и питьевой воды, и в настоящее время проходит расширенные испытания для разделения элементов, входящих в состав воды, и для обеспечения чистоты продукта.
Двухфазная смесь получается в результате гидродинамического воздействия и кавитации, создаваемой специальной конструкцией сопел, входящих в реактор, в трансзвуковом режиме за счет скачка давления в вакуумной зоне самого реактора.
Плазма (по сути, ионизированный газ) генерируется с помощью высоковольтных электрических разрядов между электродами, расположенными в реакционной камере в трансзвуковом режиме. Она воздействует полностью на всю обрабатываемую жидкость, а не только на ее поверхность, подвергающуюся воздействию воздуха, как это делают современные системы.
Физико-химические явления, вызванные гидродинамическим и кавитационным воздействием в сочетании с холодной плазмой (неравновесной, т.е. нетепловой), создают в обрабатываемой жидкости мощные комбинированные эффекты сонолюминесценции, ударных волн, фотонного излучения различных длин волн (излучение всех частот спектра, от ультрафиолетового до инфракрасного) и особого «электролиза» воды, способствующего расщеплению молекул.