Процесс, подробно описанный недавно в журнале Американского химического общества ACS Устойчивое химическое машиностроение, превращает сероводород - чаще называемый "канализационным газом" - в водородное топливо. Сероводород выделяется из навозных куч и канализационных труб и является ключевым побочным продуктом промышленной деятельности, включая переработку нефти и газа, производство бумаги и добычу полезных ископаемых.

Процесс, подробно описанный в этом исследовании, использует относительно мало энергии и относительно дешевый материал - химический сульфид железа со следовым количеством молибдена в качестве добавки.

Помимо запаха тухлых яиц, сероводород очень токсичен, разъедает трубы и наносит вред здоровью людей, которые с ним сталкиваются.

"Сероводород является одним из самых вредных газов в промышленности и для окружающей среды", - сказал Лан Цинь, соавтор исследования и научный сотрудник в области химической и биомолекулярной инженерии в Университете штата Огайо. "И поскольку газ настолько вреден, ряд исследователей хотят превратить сероводород во что-то не столь вредное, предпочтительно ценное".

Исследование основано на предыдущей работе той же исследовательской группы, использующей процесс, называемый химическим циклированием, который включает добавление частиц оксида металла в реакторы высокого давления для сжигания топлива без прямого контакта между воздухом и топливом. Команда впервые использовала химический цикл на угле и сланцевом газе для преобразования ископаемого топлива в электричество без выброса углекислого газа в атмосферу. В первоначальном процессе для расщепления ископаемого топлива использовался оксид железа.

Позже исследователи применили эту концепцию к сероводороду и изобрели процесс SULGEN, который превращает сероводород в водород. Исследователи обнаружили, что чистое химическое вещество, сульфид железа, не очень хорошо работает в больших масштабах, необходимых для промышленного использования, сказал Цинь. Исследовательская группа пыталась определить другие недорогие химические вещества, которые могли бы катализировать это превращение в больших количествах. Это исследование показывает, что введение следового количества молибдена в сульфид железа может быть привлекательным вариантом.

Этот материал относительно недорог и его легко приобрести, что делает его привлекательным вариантом для крупномасштабных операций.

По словам исследователей, превращение этого токсичного газа в водородное топливо создает альтернативу нефти и газу, которые вносят основной вклад в изменение климата.

"Еще слишком рано говорить о том, может ли наше исследование заменить какую-либо из существующих технологий производства водородного топлива", - сказала Кальяни Джангам, ведущий автор исследования и аспирант Исследовательской лаборатории чистой энергии штата Огайо. "Но то, что мы делаем, - это корректируем этот процесс разложения и делаем из этого ценный продукт".

В ходе этого последнего исследования исследователи обнаружили, что молибден улучшает расщепление сероводорода, расщепляя его на две части - водородное топливо и серу.

Эта работа находится на ранней стадии научного процесса - исследователи показали, что процесс работает в лаборатории; в ближайшее время пройдут испытания на промышленном уровне.

"Общая картина такова, что мы хотим решить проблему вредных газов, и мы подумали, что наш химический цикл позволит это сделать", - сказал Цинь. "И здесь мы нашли способ сделать это в лаборатории, которая создает это водородное топливо с добавленной стоимостью".

Старший автор этой статьи - Лян-Ши Фан, профессор химической и биомолекулярной инженерии в штате Огайо. Ю-Йен Чен, бывший докторант лаборатории Фана, также внес свой вклад.