بررسی روش‌های مختلف تولید سوخت جت از طریق استخراج هیدروژن و دی‌اکسیدکربن موجود در دریا

نوع مقاله : ترویجی

نویسندگان

1 گروه شیمی، دانشکده علوم پایه، دانشگاه جامع امام حسین (ع)، تهران، ایران

2 گروه مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی اصفهان، اصفهان، ایران

چکیده

امروزه سوخت از منابع تجدیدناپذیر و محدود تولید می‌شود و از آنجایی‌که امکان بازیابی ‌‌یا تولید این منابع وجود ندارد، جایگزینی منابعی همچون آب دریا می‌تواند این مشکل را تا سال‌ها از میان ببرد. در سال‌های اخیر تولید سوخت جت از دی‌اکسیدکربن (CO2) و هیدروژن (H2) موجود در آب دریا، مورد توجه قرار گرفته است. تولید سوخت از این طریق شامل دو مرحله جداسازی هیدروژن و دی‌اکسیدکربن از آب و همچنین سنتز ‌‌فیشر-تروپش برای تولید سوخت جت می‌باشد. در این تحقیق، روش‌های مختلف تولید هیدروژن و دی‌اکسیدکربن از آب دریا معرفی شده و ضعف و قوت هر ‌‌یک مورد بحث قرار گرفته‌ است. همچنین با بررسی واکنش ‌‌فیشر-تروپش و هزینه‌های کلی فرآیند، تولید سوخت در محیط اقیانوس‌ها و دریاها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهد که برای تولید یک گالن سوخت از این طریق 3 تا 6 دلار احتیاج است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of Jet Fuel Production through Extraction of H2 and CO2 in the Sea

نویسندگان [English]

  • kourosh adib 1
  • Hamed Heidariyan 2
1 Department of Chemistry, Imam Hossein University , Tehran , Iran
2 Department of Chemical Engineering, Isfahan University of Technology, Isfahan, 84156-83111, Iran
چکیده [English]

Today, fuel is produced from non-renewable and limited sources, and since it is not possible to recover or produce these sources, replacing sources such as seawater can eliminate this problem for years. In recent years, jet fuel production from carbon dioxide (CO2) and hydrogen (H2) in seawater has been considered. Fuel production involves two stages of separation of hydrogen and carbon dioxide from water, as well as the synthesis of Fischer-Tropsch (FT) to produce jet fuel. In this research, different methods of hydrogen and carbon dioxide production from seawater have been introduced and their strengths and weaknesses are discussed. It has also been evaluated by examining the Fischer-Tropsch reaction, and the overall costs of the fuel production process in the oceans and seas. The results show that it takes 3 to 6 dollar to produce a gallon of fuel this way.

کلیدواژه‌ها [English]

  • jet fuel
  • Carbon dioxide
  • Hydrogen
  • Fischer-Tropsch
  • Sea water
 
1. Willauer, H.D., DiMascio, F., Hardy, D.R., Lewis, M.K. and Williams, F.W., 2011. Development of an electrochemical acidification cell for the recovery of CO2 and H2 from seawater. Industrial & engineering chemistry research50(17), pp.9876-9882.
2. Marriott, J., Steynberg, A.P., Steynberg, A.P., Dry, M.E., Davis, B.H., Breman, B.B., Aasberg-Petersen, K., Christensen, T.S., Dybkjaer, I., Sehested, J. and Dancuart, L.P., 2004. Fischer-Tropsch Technology. 1 ed. Dry M. Elsevier, Sasolburg.
3. Dorner, R.W., Hardy, D.R., Williams, F.W. and Willauer, H.D., 2010. Catalytic CO2 hydrogenation to feedstock chemicals for jet fuel synthesis using multi-walled carbon nanotubes as support. In Advances in CO2 Conversion and Utilization (pp. 125-139). American Chemical Society.
4. Dorner, R.W., Hardy, D.R., Williams, F.W. and Willauer, H.D., 2010. Catalytic CO2 hydrogenation to feedstock chemicals for jet fuel synthesis using multi-walled carbon nanotubes as support. In Advances in CO2 Conversion and Utilization (pp. 125-139). American Chemical Society.
5. Willauer, H. D., Hardy, D. R., Lewis, M. K., Ndubizu, E. C., & Williams, F. W. (2010). Effects of pressure on the recovery of CO2 by phase transition from a seawater system by means of multilayer gas permeable membranes. The Journal of Physical Chemistry A114(11), 4003-4008.
6. Ji, S.M., Jun, H., Jang, J.S., Son, H.C., Borse, P.H. and Lee, J.S., 2007. Photocatalytic hydrogen production from natural seawater. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry189(1), pp.141-144.  
7. Bockris, J., 1975. Energy: the solar-hydrogen alternative. nyhp.
8. Fujishima, A. and Honda, K., 1972. TiO2 photoelectrochemistry and photocatalysis. Nature238(5358), pp.37-38.
9. Luo, W., Yang, Z., Li, Z., Zhang, J., Liu, J., Zhao, Z., Wang, Z., Yan, S., Yu, T. and Zou, Z., 2011. Solar hydrogen generation from seawater with a modified BiVO4 photoanode. Energy & Environmental Science, 4(10), pp.4046-4051. 
10. Kumari, S., White, R.T., Kumar, B. and Spurgeon, J.M., 2016. Solar hydrogen production from seawater vapor electrolysis. Energy & Environmental Science9(5), pp.1725-1733. 
11. Alexander, B.D., Kulesza, P.J., Rutkowska, I., Solarska, R. and Augustynski, J., 2008. Metal oxide photoanodes for solar hydrogen production. Journal of Materials Chemistry18(20), pp.2298-2303. 
12. Chen, J.P., Chang, S.Y. and Hung, Y.T., 2005. Electrolysis. In Physicochemical Treatment Processes (pp. 359-378). Humana Press.
13. Storch, H.H., 1951. The Fischer-Tropsch and related syntheses: including a summary of theoretical and applied contact catalysis. Wiley.
14. Willauer, H.D., Hardy, D.R., Schultz, K.R. and Williams, F.W., 2012. The feasibility and current estimated capital costs of producing jet fuel at sea using carbon dioxide and hydrogen. Journal of Renewable and sustainable energy4(3), p.033111.  
15. Strategy, D.E., 2008. Report of the Defense Science Board Task Force on DoD Energy Strategy “More Fight–Less Fuel”.