به گزارش سرویس بین‌الملل «فراز انرژی»، این فناوری بر پایه «ریفورمینگ خشک اتان» کار می‌کند. اتان در مقایسه با متان واکنش‌پذیری بیشتری دارد و فرآیند می‌تواند در دمای حدود ۵۰۰ تا ۶۵۰ درجه سانتی‌گراد انجام شود؛ در حالی که ریفورمینگ متان معمولاً به دمای ۷۵۰ تا ۸۰۰ درجه نیاز دارد. کاهش دمای فرآیند می‌تواند مصرف انرژی را پایین بیاورد.

تبدیل ۸۶ درصد اتان با کاتالیست ۱۵ درصدی نیکل

پژوهشگران کاتالیست‌هایی بر پایه اکسید سریم با فلزات مختلف از جمله رودیم، نیکل، آهن، تنگستن و زیرکونیوم را آزمایش کردند. کاتالیست حاوی ۲ درصد رودیم در دمای ۶۵۰ درجه توانست نزدیک به ۹۹ درصد اتان و ۷۷ درصد CO₂ را تبدیل کند، اما هزینه بالای رودیم و تولید ۱۲ تا ۱۵ درصد متان ناخواسته، مزیت اقتصادی آن را محدود کرد.

در مقابل، کاتالیست حاوی ۱۵ درصد نیکل در همان دما حدود ۸۶ درصد اتان و ۷۴ درصد دی‌اکسیدکربن را تبدیل کرد. سهم متان و اتیلن در محصولات کمتر از یک درصد بود و بخش عمده محصول نهایی را هیدروژن و مونوکسیدکربن تشکیل داد. قیمت پایین‌تر نیکل نسبت به رودیم، این گزینه را برای استفاده صنعتی جذاب‌تر می‌کند.

چالش اصلی؛ رسوب کربن روی کاتالیست

نتایج آزمایش‌ها نشان داد نسبت خوراک نقش مهمی در پایداری کاتالیست دارد. وقتی اتان و CO₂ به نسبت مساوی وارد راکتور شدند، کاتالیست طی حدود شش ساعت تقریباً تمام فعالیت خود را بر اثر رسوب کربن از دست داد.

اما با استفاده از سه برابر CO₂ نسبت به اتان، کاتالیست توانست ۴۸ ساعت کار کند. در این مدت تبدیل اتان از حدود ۸۰ درصد به ۵۲ درصد و تبدیل CO₂ از ۷۰ درصد به ۴۸ درصد کاهش یافت، اما هیدروژن و مونوکسیدکربن همچنان محصولات اصلی باقی ماندند. CO₂ اضافی به حذف بخشی از رسوبات کربنی و کاهش سرعت غیرفعال‌شدن کاتالیست کمک کرد.

این فناوری در صورت توسعه در مقیاس صنعتی می‌تواند در پالایشگاه‌های گاز و مجتمع‌های پتروشیمی برای تبدیل همزمان اتان و CO₂ به سین‌گاز مورد استفاده قرار گیرد؛ مسیری که هم ارزش افزوده اتان را افزایش می‌دهد و هم برای مصرف بخشی از دی‌اکسیدکربن تولیدشده در صنایع انرژی کاربرد بالقوه دارد.