Sposób wytwarzania gazu bogatego w wodór
ZESPÓŁ AUTORSKI
Główny Instytut Górnictwa - Państwowy Instytut Badawczy
- Krzysztof Gogola - kierownik zespołu GIG-PIB
- Grzegorz Ligocki - członek zespołu GIG-PIB
- Robert Rusyniak - PROTIUM P.S.A.
CO MOŻNA OSIĄGNĄĆ DZIĘKI WYNALAZKOWI?
Wodór postrzegany jest dzisiaj jako paliwo przyszłości i remedium na problemy z zasobami surowcowymi Ziemi. Najbardziej pożądany jest wodór „zielony”, czyli taki, który wytwarzany jest wyłącznie z użyciem odnawialnych źródeł energii, nieobarczonych emisją dwutlenku węgla. Technologia H2Ash pozwala na niskoenergetyczne pozyskiwanie "zielonego" wodoru z wody przy użyciu żużli, popiołów i pyłów, pochodzących z różnego rodzaju przemysłowych procesów termicznych, głównie instalacji wykorzystujących paliwa z odpadów oraz instalacji termicznego przekształcania odpadów. Oprócz niskoenergetycznego pozyskiwania wodoru z wody wdrożenie technologii H2Ash likwiduje problem uwalniania się wodoru z żużli i popiołów, w kontakcie z wodą, co z kolei zwiększa bezpieczeństwo eksploatacji instalacji, w których odpady te powstają oraz umożliwia dalsze ich przetwarzanie w kierunku uzyskania produktów użytecznych.
ISTOTA WYNALAZKU
Technologia H2ash, opracowana została w wyniku współpracy firmy PROTIUM P.S.A. i Głównego Instytutu Górnictwa - Państwowego Instytutu Badawczego.
Wynalazek dotyczy nowatorskiego sposobu wytwarzania gazu bogatego w wodór z wody, z wykorzystaniem ubocznych produktów przemysłowych procesów termicznych, takich jak żużle, popioły i pyły zawierające wolny glin (Al). W procesie tym uboczne produkty, które często stanowią odpad trudny do zagospodarowania, zostają przekształcone w wartościowy surowiec do produkcji ekologicznego paliwa – „zielonego” wodoru.
Proces technologiczny opiera się na reakcji chemicznej glinu (aluminium) zawartego w żużlach i popiołach z wodą w silnie alkalicznym środowisku. W razie konieczności reakcja jest wspomagana przez dodatki katalityczne, takie jak np. chlorek sodu, co istotnie podnosi efektywność procesu. Kluczowym elementem procesu jest wykorzystanie odpadowych materiałów o wysokiej alkaliczności (pH ≥ 10) i zawartości glinu metalicznego (Al₀), co pozwala na przeprowadzenie reakcji w relatywnie niskiej temperaturze, minimalizując zapotrzebowanie na energię.
Na podstawie przeprowadzonych badań w zakresie ilości i składu gazu procesowego oszacowano jednostkowy potencjał wytwarzania wodoru z wody, zależnie od rodzaju zastosowanego żużla/popiołu (odpadu) na poziomie od ok. 0,7 do prawie 2,0 litrów wodoru na kilogram odpadu.
POTENCJAŁ KOMERCJALIZACYJNY WYNALAZKU
Wdrożenie technologii H2Ash jest możliwe zarówno w postaci węzła technologicznego na terenie instalacji termicznego przekształcania odpadów lub zakładu energetycznego wykorzystującego paliwa z odpadów, jak też jako samodzielnej instalacji, wykorzystującej żużle i popioły z różnych źródeł.
Przyjmując, że przetwarzanie odpadów w energię uznaje się za niezbędny element przejścia w kierunku bardziej zrównoważonej gospodarki o obiegu zamkniętym (GOZ), można stwierdzić, że technologia H2Ash, wykorzystująca do produkcji „zielonego” wodoru (pozornie nieprzydatne gospodarczo) odpady wtórne z procesów termicznych, w jeszcze większym stopniu „domyka” obieg gospodarki. Uniwersalność i prostota opracowanej technologii powoduje, że jej odbiorcami mogą być zakłady termicznego przetwarzania odpadów lub zakłady energetyczne wykorzystujące paliwa z odpadów, ale również podmioty prowadzące przetwarzanie odpadów oraz podmioty z branży paliwowej i chemicznej.