موفقيت محققان ايراني در توليد هيدروژن خالص از متان

پژوهشگران دانشگاه سمنان و پژوهشگاه صنعت نفت با سنتز هیبریدی نانوجاذب توانستند به 99.99 درصد جداسازی هیدروژن از متان دست پیدا کنند

هیدروژن از کاربرد گسترده‌ای در زمینه‌های متفاوت برخوردار است که می‌توان گفت یکی از مهمترین این کاربردها استفاده در هیدروکرکینگ است  (hydrocracking)

تا کنون هیچ منبع شناخته شده‌ای برای استخراج هیدروژن خالص گزارش نشده است و برای تامین نیازهای صنعت، این ماده را با استفاده از واکنش جابجایی آب-گاز (WGS) طی فرایندهای شیمیایی تهیه می‌کنند. به همین منظور برای به دست آمدن گاز هیدروژن خالص باید مواد اولیه و محصولات تولیدی غیر از هیدروژن را از هیدروژن جداسازی کنند. به دلیل این که متان به عنوان مواد اولیه این واکنش است، باید هیدروژن ابتدا از متان جداسازی شده و سپس به مراحل دیگر انتقال داده شود

تا کنون روش‌های مختلفی برای این جداسازی‌ها ارائه شده است، اما هدف همه این روش‌ها دستیابی به بالاترین درصد جداسازی می باشد

مهندس جواد کی‌پور، کارشناسی ارشد مهندسی شیمی با همکاری دکتر علی حقیقی اصل از دانشگاه سمنان با مشارکت دکتر علیمراد رشیدی از پژوهشگاه صنعت نفت با سنتز جاذب کربن و هیبرید کردن آن با کربن نانو فیبر، نانوجاذب‌هایی تهیه کردند که توانایی جداسازی 99.99 درصد هیدروژن از مخلوط هیدروژن و متان را داراست.

آن‌ها به همین منظور رسوب نانوساختارهای کربن بر روی کربن فعال ساخته شده از پوست گردو که به صورت شیمیایی با KOH فعال شده بود را مورد مطالعه قرار دادند. در راستای تهیه کربن فعال، کربن پوست گردو را آسیاب کاری کرده و سپس KOH را به آن اضافه کردند و به تدریج دمای مخلوط را افزایش دادند. جریان نیتروژن را از روی این محلول در دمای مشخصی عبور دادند و پس از طی مراحل لازم برای سنتز، کربن فعال تهیه شد.

محققان دانشگاهی برای ادامه بررسی‌های خود، نانولوله‌های کربنی تک جداره و چند جداره را به روش رسوب‌دهی شیمیایی از فاز بخار (CVD) با استفاده از کربن‌های فعال تهیه شده، سنتز کردند. پس از فعال‌سازی فیزیکی به وسیله کربن دی‌اکسید، آزمون جذب سطحی متان و هیدروژن برای نمونه‌ها صورت گرفت.

نتایج بدست آمده از این آزمون نشان می‌دهد که جذب سطحی متان برای رسوب کربن نانوفیبر روی کربن فعال، حدود 17.92 درصد افزایش یافته است. این در حالی است که افزایش جذب سطحی متان تاثیری بر میزان جذب هیدروژن نداشته است.

همچنین آزمایش‌های آنان نشان می‌دهد که جاذب کربن هیبریده شده توسط کربن نانوفیبرها می‌تواند مخلوط متان و هیدروژن که با نسبت مساوی از آن‌ها تهیه شده است را تا 99.99 درصد جدا سازی کرده و گاز خروجی 99.99 درصد هیدروژن خالص باشد ، این در حالی است که جاذب‌های تجاری استفاده شده در ستون PSA در شرایط متعارف تا 73.80 درصد می‌تواند هیدروژن را خالص سازی کند