Гибридный цикл серы
Гибридный цикл серы (HyS) — двухступенчатый процесс разделения воды, используемый в производстве водорода. Цикл основан на окислении и восстановлении серы и классифицируется как гибридный термохимический цикл, потому что на одной из двух стадий использует электрохимическую (вместо термохимической) реакцию. Оставшийся термохимический этап используется совместно с серо-йодным циклом.
Цикл HyS был первоначально предложен и разработан Westinghouse Electric Corp. в 1970-х [1] поэтому он также известен как цикл «Westinghouse». Текущие разработки в США возглавляет Национальная лаборатория Саванна-Ривер.
Описание процесса
[править | править код]Две реакции в цикле HyS следующие:[2]
- H2SO4 (водн.) → H2O(г) + SO2(г) + ½ O2(г) (термохимический, T > 800 °C)
- SO2 (водн.) + 2 H2O (ж) → H2SO4 (водн.) + H2 (г) (электрохимический, T = 80-120 °C)
- Чистая реакция: H2O (ж) → H2 (г) + ½ O2 (г)
Диоксид серы деполяризует анод электролизера. Это приводит к значительному снижению обратимого потенциала ячейки (и, следовательно, потребности в электроэнергии) для реакции (2). Стандартный потенциал ячейки для реакции (2) составляет -0,158 В при 298,15 К, по сравнению с -1,229 В для электролиза воды (с выделением кислорода в качестве анодной реакции).[3]
См. также
[править | править код]- Цикл оксид церия (IV) - оксид церия (III)
- Медно-хлорный цикл
- Цикл оксида железа
- Серно-йодный цикл
- Цикл цинк–оксид цинка
Примечания
[править | править код]- ↑ Lee E. Brecher and Christopher K. Wu, “Electrolytic decomposition of water”, Westinghouse Electric Corp., Patent 3,888,750, June 10, 1975.
- ↑ Maximilian B. Gorensek & William A. Summers (2008). "Hybrid Sulfur flowsheets using PEM electrolysis and a bayonet decomposition reactor". International Journal of Hydrogen Energy. 34 (9): 4097—4114. doi:10.1016/j.ijhydene.2008.06.049. Архивировано 19 мая 2021. Дата обращения: 17 июня 2021.
- ↑ Maximilian B. Gorensek, John A. Staser, Thomas G. Stanford & John W. Weidner (2009). "A thermodynamic analysis of the SO2/H2SO4 system in SO2-depolarized electrolysis". International Journal of Hydrogen Energy. 34 (15): 6089—6095. doi:10.1016/j.ijhydene.2009.06.020. Архивировано 19 мая 2021. Дата обращения: 17 июня 2021.
{{cite journal}}: Википедия:Обслуживание CS1 (множественные имена: authors list) (ссылка)