«Электрификация химической промышленности открывает перед Нидерландами большие возможности в области высокотехнологичных систем для передачи энергии. И где лучше разрабатывать такие решения, как не здесь, в Делфте, рядом с Ботлеком, крупнейшим нефтехимическим центром. В настоящее время e-Chem вместе с другими научными учреждениями собирается строить крупномасштабные установки, которые будут преобразовывать CO2 из воздуха в три основных строительных блока для химической промышленности с использованием электролиза в промышленных масштабах и по конкурентоспособным ценам: метанол, этилен и керосин. Мы первые, кто построил такие масштабные заводы. Мы решили просто пойти на это, и мы будем учиться на практике. Именно такой подход позволит нам ускориться», — заявили Рууд ван Оммен (e-Refinery) и Мартин де Грааф (VoltaChem).
Принцип электролиза известен давно. Используется емкость с жидкостью, которая проводит электричество. Газообразный CO2 проходит через нее. В емкость помещаются две металлические пластины, покрытые катализатором. На них подается напряжение. Электрический ток течет от одной пластины к другой прямо через газожидкостную смесь. Этот ток вызывает разрыв химических связей между углеродом и кислородом и между молекулами, из которых состоит жидкость, таким образом образуются новые вещества.
По словам Рууда ван Оммена и Мартейна де Граафа, прежде чем эту технологию можно будет широко применять в химической промышленности, необходимо решить еще несколько проблем. «Мы собираемся построить установки, производящие от 50 до 100 л продукта в сутки. Для этого нам нужно разработать стабильные системы, способные производить продукт одинакового качества с одной и той же скоростью в течение многих лет. Мы также хотим использовать электроэнергию, вырабатываемую ветряными турбинами или солнечными панелями. Но это нестабильные источники. Стоит подумать, как нестабильная подача электроэнергии может повлиять на производственные мощности такого завода».
Также проблемой является расширение производства, объясняет Ван Оммен. «Когда речь идет о традиционном химическом производстве, вы просто увеличиваете корпус реактора. При электрохимическом процессе по техническим причинам у вас есть фиксированное расстояние между двумя металлическими пластинами и максимальная высота корпуса реактора. Таким образом, вы можете увеличивать объемы производства, только используя больше пластин или делая их шире».
«Использование СО2 из воздуха в качестве сырья — это сознательный выбор, — говорит де Грааф. — Поскольку заводы уже снижают содержание CO2 в своих выбросах, мы считаем, что этот источник CO2 будет постепенно исчезать. Не случайно выбор пал на такие продукты, как метанол, этилен и керосин. Этилен и метанол имеют множество возможных применений: от пластмасс до таблеток», — говорит Де Грааф. — Что касается топлива, мы также попытались определить наиболее перспективное экономическое направление. Для пассажирского транспорта есть варианты перехода на аккумуляторы или водород. Но для авиации керосин, наверное, еще долго будет оставаться незаменимым. В этой отрасли также желателен более чистый производственный процесс». Оба исследователя подчеркивают, что e-Chem возникла из общего стремления ускорить переход химической промышленности, основанной на ископаемом сырье, в сектор, основанный на устойчивом электричестве и CO2. «Рынок не собирается делать это сам по себе. И силами двух компаний это тоже не получится. Поэтому мы призываем других промышленных партнеров присоединиться к нам»,— подчеркнул Мартин де Грааф.
Дефицит нефти и газа приводит к росту цен не только на газ и бензин, но и на пластмассы, лекарства и косметику. Чтобы сделать общество менее зависимым от ископаемого топлива и бороться с изменением климата, химическая промышленность должна радикально измениться.Согласно Парижскому соглашению по климату 2015 года, к 2050 году общество должно стать углеродно-нейтральным. Достичь этой цели без радикального изменения химической промышленности невозможно. Одним из вариантов является извлечение CO2 из воздуха и преобразование его в сырье для производства пластмасс и топлива, в том числе с использованием устойчиво вырабатываемой электроэнергии. Технический университет Делфта и TNO заложили основу для более чистых производственных процессов в химической промышленности. Новое партнерство e-Chem сделало еще один шаг вперед, построив чистую фабрику будущего.
Читать далее:
Спустя десять лет работы ученые усомнились в Стандартной модели физики
В MIT создали неподвижный тепловой двигатель, который превзошел КПД турбин
Стартап создал крошечных роботов, которые работают в человеческом мозге