Tilbake til søkeresultatene

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering

Nanocomposite Facilitated Transport Membranes for H2 purification

Alternativ tittel: Nanokompositt baserte fasiliterttransportmembraner for H2 produksjon

Tildelt: kr 9,2 mill.

Prosjektet «Nanocomposite Facilitated Transport Membranes for H2 purification» (akronym FaT H2) tar sikte på å utvikle en ny, mer effektiv og billigere separasjonsteknologi for oppgradering av hydrogengass fra forskjellige industrikilder. Hydrogengass blir av mange sett på som den mest lovende teknologien for ikke-karbonbaserte energikilder for fremtidens samfunn. I dag skjer produksjon av hydrogen ved såkalt dampreforming av hydrokarboner fra fossile kilder (f.eks. naturgass, kull) eller biologiske kilder (f.eks. biomasse) etterfulgt av en såkalt vann/gass-skiftreaksjon. Den resulterende gassen inneholder både hydrogen og CO2. For tiden blir hydrogenet renset ut fra resten ved bruk av trykksvingadsorpsjon (Eng. PSA), noe som er en relativ kostbar teknologi. Fordelen med hydrogen som energikilde er fraværet av CO2 og andre biprodukter ved forbrenning eller ved bruk i brenselseller. Dette gir en unik mulighet til å kunne håndtere menneskeskapte utslipp av CO2 bedre og sees på som et lovende fremtidig miljøtiltak for å begrense klimaendringene. Den foreslåtte teknologien baserer seg på å benytte CO2 selektive membraner istedenfor den mer intuitive tilnærmingen av å rense ut hydrogen (den komponenten man faktisk er ute etter). Sammenlignet med konkurrerende teknologier, resulterer membrananlegg i fysisk mindre anlegg, og lavere både investerings- og driftskostnader. Prosjektet fokuserer på: (1) å utvikle membraner ved å benytte ulike grafenderivater og aminfunksjonaliserte bornitrider som nanokomposittfyllmaterialer i polyvinylamin (PVAm, en polymertype som inneholder amingrupper i hovedkjeden). Per nå så er separasjonsegenskapene til disse komposittene bedre enn hva som er rapportert i litteraturen (Robesonplott) det pågår også forskning med å bruke ioniske væsker som mobile bærere i PVAm. (2) å forske mer omkring transportmekanismene, inkludert effekten av høy temperatur og eller de forskjellige urenhetene som vil finnes i gassen (Slik som SO2, H2S, CO). (3) å utføre en økonomisk analyse relatert til å innlemme membraner i en gitt spesifikk H2 produksjonsprosess.

The project entitled "Nanocomposite Facilitated Transport Membranes for H2 purification" (FaT H2) aims at developing an efficient separation technology to produce hydrogen as fuel using CO2-selective nanocomposite membranes. This project will focus on (1) the synthesis of facilitated transport membrane using nanocomposite material based on graphene derivatives, (2) the investigation of the transport properties, including the effects of impurities such as SO2, H2S, CO, and (3) the process design and techno-economic analysis of the proposed new membranes for specific H2 production process. The addition of graphene-based nanofiller to the facilitated transport membrane is expected to improve the membrane morphology at the nano-level, increasing the membrane stability and separation performance. Compared to H2-selective membranes, the use of CO2-selective membranes leads to several benefits. In the case of syngas, the high pressure of the produced hydrogen can be maintained, enhancing the fuel energy value, while in the case of biological production, CO2 will be removed by membrane from the head of the reactor, enhancing its production performance. The project will be performed within the membrane research lab at NTNU. SINTEF Industry will be project partner. A high-level international cooperation with reputable research institutes in the US (The Ohio State University, OSU) and UK (The University of Edinburgh) will also add great value to the research and education. Industry producers and end users of the developed technology, represented by Graphene-XT ASA (Italy) and CondAlign (Norway), will participate in the scientific steering meetings to provide industry perspectives. One Phd, one researcher, and several master students will receive their scientific training through the project.

Aktivitet:

CLIMIT-Forskning, utvikling og demo av CO2-håndtering