Vědci vyvinuli nový postup pro přímou methanaci CO₂ z bioplynového procesu s elektrolytickým vodíkem.
Biologická methanace nabývá na důležitosti. Na obrázku je pilotní závod v bavorském Schongau. (Zdroj obrázku: Neumann)
Energie z kolísavých, regenerativních zdrojů, jako jsou větrné turbíny, může také poskytovat energii podle potřeby v budoucnosti. Za tímto účelem vědci z DBI Gas- und Umwelttechnik GmbH a TU Bergakademie Freiberg vyvinuli nový postup pro přímou methanaci CO₂ z bioplynového procesu elektrolytickým vodíkem. Tento proces umožňuje výrobu plynu, který může být přiváděn do sítě zemního plynu s poměrně jednoduchou koncepcí. Metan se vyrábí ve dvoustupňovém reaktorovém systému bez předchozího oddělení oxidu uhličitého od surového bioplynu. Nový je katalyzátor na bázi oxidu železa místo niklu.
Žádné oddělení CO₂
Pozadí společného projektu financovaného Federálním ministerstvem potravin a zemědělství (BMEL) bylo skladování kolísavé energie. Stávající infrastruktura zemního plynu nabízí jak metan, tak přepravní a skladovací kapacity. Ve srovnání s vodíkem, jehož technické vlastnosti se výrazně liší od vlastností zemního plynu, může být metan jako hlavní složka zemního plynu do sítě na zemní plyn dodáván neomezeně dlouho.
Ve vyvinutém procesu modernizace a methanace bioplynu se bioplyn přivádí přímo do dvoustupňového reaktorového systému bez předchozího oddělení CO₂. Kromě částečné přeměny C02 se provádí jemné čištění bioplynu v předreaktoru, ve kterém se například oddělují stopy sirovodíku a sloučenin křemíku. V následujícím methanačním reaktoru jsou reaktorové trubice naplněné katalyzátorem, které jsou obklopeny chladicím médiem. Produktový plyn může být přiváděn do sítě zemního plynu po ochlazení nebo sušení. Procesní tlak 12 barů je dostatečný k dosažení požadovaného obsahu metanu 95% objemových. Koncept se vyznačuje jednoduchou strukturou a mírnými procesními podmínkami.
Nové katalyzátory železa
Nové katalyzátory jsou založeny na železe a ve srovnání s konvenčními niklovými katalyzátory se vyznačují vyšší odolností vůči nečistotám, nižšími náklady a nižšími environmentálními a zdravotními riziky. Vyvinutý proces byl úspěšně testován v malém měřítku prostřednictvím rozsáhlé série testů. Výsledky projektu potvrzují výhody katalyzátoru a celého procesu a vykazují velký aplikační potenciál. Pro vstup na trh jsou nutné další kroky.