Синтез-газ из углекислого газа и водяного пара электролизом

[alex_zeed]

Есть интересный вопросик. Прочел тут статейку об одном проекте на тему альтернативной энергетики. Пишут что умеют производить электролиз в нагретой до 1100 градусов смеси водяного пара и двуокиси углерода. Ну и получать соответственно чистый (они даже пишут "сверхчистый" )кислород и синтез-газ. Ну а потом из синтез-газа уже понятно что можно наклепать метанола, ДМЭ или даже бензиноподобной фигни - этим GTL занимается. Вот мне стало интересно - с физико-химической точки зрения такое возможно - электролиз газа? Ведь температуры то вроде совсем не плазменные? Или они сначала подогревают, а потом идет электрический разряд и таки получается плазменная реакция? Ну и отдельный вопрос - что ж там станет с электродом, на котором выделяется атомарный кислород, неужели долго проживет?

 

Вот выдержка:

---

В России открыт способ утилизации углекислого газа с использованием новейших технологий. Диоксид углерода извлекают из дымовых газов. Операцию проводят высокоэкономичным методом газоразделения с помощью ионообменных мембран, при этом концентрацию углекислоты доводят до 98-99%. Очищенный диоксид углерода закачивают в хранилища (газгольдеры), откуда он поступает на дальнейшую переработку.

 

На следующей стадии углекислый газ смешивают с парами воды и подвергают электрохимическому разложению в процессе электролиза. В результате реакции при высокой (1100-1150 C) температуре на аноде выделяется сверхчистый кислород, а на катоде - смесь окиси углерода и водорода, т.е. синтез-газ, служащий основным сырьем для производства углеводородных соединений, всего спектра современных искусственных материалов - от синтетического бензина и дизельного топлива до изделий из полимеров (пластмасс, лаков, красок, растворителей и т.д.). Синтез-газ может использоваться и в металлургии для бескоксового производства чугуна.

 

Эта технология для получения углеводородов из диоксида углерода (т.е. практически из отходов промышленности) не имеет мировых аналогов.

---

 

Ну конечно малость подозрительно что нет ссылок на разработчика данной технологии (НИИ, лабораторию...) - зато есть куча рефератов в которых этот абзац содержится практически без изменений.

 

В общем, интересно мнение химиков по этому вопросу (будем ли мы когда-нибудь получать бензин из солнца? )

[Vova]

Эта статья, посвященная получению углеводородов из диоксида углерода (т.е. практически из отходов промышленности) не имеет мировых аналогов (по степени недостоверности).

[Farmacet]

Да, электролиза не будет - ионов нет при такой температуре. Равновесие будет сильно смещено в сторону образования H2O и СО2 даже в плазме, поэтому, даже если реакция и пройдет - хоть пару процентов энергии, на это затраченной, синтез-газ с килородом представлять не будут.

[alex_zeed]

Да я тоже сильно засомневался в реализуемости данного чуда - но просто химию и физику знаю только в объеме давным-давно оконченной средней школы... Вот решил спросить у знающих людей.

 

Хотя откуда идет такое желание - понятно. Ведь растения нагло тащат углерод даже не из чистого СО2, а прямо из атмосферы. И не в плазме, а при комнатных температурах. Еще кстати есть интересная (хотя бы своей бредовостью ) идейка - можно ли построить биологическую систему (бактерии? водоросли? грибы?), берущую энергию синтеза не из света, а из электричества напрямую - чтобы росли прямо на проводках?

[Vova]

...идейка - можно ли построить биологическую систему (бактерии? водоросли? грибы?), берущую энергию синтеза не из света, а из электричества напрямую - чтобы росли прямо на проводках?

По моему сейчас это не реально. Кроме того, более актуальна обратная проблема - простые и дешовые способы получения электричества.

[alex_zeed]

По моему сейчас это не реально. Кроме того, более актуальна обратная проблема - простые и дешовые способы получения электричества.

 

Да нет - есть одна задачка, на которую все это просится. Долговременная аккумуляция энергии Солнца. На полгода - с лета на зиму. Или сбор ее в солнечных районах и экспорт танкерами в северные Преобразовывать солнечную в электро вон уже обещают с кпд 60% и выше:

 

http://www.membrana.ru/articles/inventions.../10/150500.html

 

А дорогая солнечная энергетика только пока она не массова. Когда-то искали на мировом рынке спрос для пяти компьютеров - а щас их вон сколько. Фотокамера цифровая размером с ноготь большого пальца и ценой несколько десятков баксов никого не удивляет (я имею в виду те что в мобилы встраивают)... И батареи дешевые солнечные не будут.

[Vova]

Солнечная энергия дорогая потому, что дорогими являются средства ее производства. И массовостью тут дело кардинально не исправиш. Есть и более объективный фактор: солнечной (а также ряда других видов альтернативной энергии) просто не хватит для наших потребностей по причине низкой плотности потока энергии.

Детальнее это описано в книге Капицы "Эксперимент. Теория. Практика".

[alex_zeed]

Солнечная энергия дорогая потому, что дорогими являются средства ее производства. И массовостью тут дело кардинально не исправиш. Есть и более объективный фактор: солнечной (а также ряда других видов альтернативной энергии) просто не хватит для наших потребностей по причине низкой плотности потока энергии.

Детальнее это описано в книге Капицы "Эксперимент. Теория. Практика".

 

ОК, спасибо за ссылку - почитаю.

 

А насчет низкого потока энергии - соглашусь наверное по всяким ветрам-приливам, а вот по солнцу не соглашусь. Приведу пример прикидочного расчета - критика конечно же приветствуется.

 

Исходные данные (оценочные, это прикидочный расчет с допустимой ошибкой раза в 2-3):

Мировая добыча нефти за год - около 4 млрд тонн в год (Википедия)

Энергоемкость нефти - 10 квт-ч/кг (примерная)

Плотность потока солнечного излучения днем в Африке - 1 кВт/м2 (тоже примерно - она может быть и ниже, и немного выше)

Время, в течение которого присутствует такая мощность - 2000 часов в год (25% от 8760 часов в году)

Общий КПД преобразования Солнце-энергия - 10% (Да, это спорный момент - но я считаю что такой полный КПД будет достижим при дальнейшем развитии технологий)

 

Итак.

 

Годовая энергия всей нефти: 4*10^12 кг * 10 кВт*ч/кг = 4*10^13 кВт*ч.

 

Требуемая мощность нашей электростанции: 4*10^13 кВт*ч / 2000 ч = 2*10^10 кВт

 

Имеющаяся мощность на единицу площади: 1 кВт/м^2 * 0.1 = 0.1 кВт/м^2

 

Требуемая площадь: 2*10^10 кВт / 0.1 кВт/м^2 = 2*10^11 м2 = 2*10^5 км^2

 

Получили 200 000 квадратных километров. Это квадрат со стороной менее 500 км - мне кажется в Африке вполне можно найти столько места. А уж в Тихом океане - стопудово. Собственно никто не предлагает строить одну такую гигантскую станцию - лучше построить их много, размером поменьше.

 

Да, я тут забыл учесть что нефть - это только 48% мирового потребления энергии. ОК, добавим это и еще запас "на вырост" и получим - нужно собрать солнечную энергию с одного миллиона квадратных километров. Это триллион квадратных метров. Основную часть этой площади займут зеркала, и я думаю что при таких объемах их можно научиться делать дешевыми... Вообще - цена это и есть главный вопрос. При современных ценах порядка $5000 за киловатт установленной мощности сумма выходит конечно совершенно заумная - 100 млрд кВт * 5000 = 500 трлн баксов. Полторы сотни годовых бюджетов США. Но что такое цена? Это штука очень относительная. Особенно при больших объемах, когда цена разработки тонет в общем объеме. Если каждый китаец вручную сделает 1000 зеркал по квадратному метру - то нам как раз хватит

 

Между прочим $5000/кВт (и кстати 140 Вт/м2 выходной электрической мощности) - это реальная солнечная электростанция PS10 в Испании.

 

Ладно, наверное это все немного совсем не по теме данного форума - но в общем, моя главная мысль такая - энергии нам Солнце дает предостаточно, и земли бесхозной в мире хватит чтобы ее собрать - дело только за дешевой техникой для собирания.