Ефективне одержання водню в паровому риформінгу етанолу на феритних каталізаторах
Steam reforming of ethanol is considered nowadays to be attractive mode of production of hydrogen as the most viable energy carrier for the future. Additionally, producing hydrogen from ethanol steam reforming would be environmentally friendly. Ethanol can be prepared from agricultural residues and...
Збережено в:
| Дата: | 2020 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine
2020
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/32 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Catalysis and petrochemistry |
Репозитарії
Catalysis and petrochemistry| _version_ | 1859471902896029696 |
|---|---|
| author | Dolgikh, L.Yu. Stolyarchuk, I.L. Staraya, L.A. Vasylenko, I.V. Pyatnitsky, Y.I. Strizhak, P.E. |
| author_facet | Dolgikh, L.Yu. Stolyarchuk, I.L. Staraya, L.A. Vasylenko, I.V. Pyatnitsky, Y.I. Strizhak, P.E. |
| author_sort | Dolgikh, L.Yu. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2021-12-10T12:30:12Z |
| description | Steam reforming of ethanol is considered nowadays to be attractive mode of production of hydrogen as the most viable energy carrier for the future. Additionally, producing hydrogen from ethanol steam reforming would be environmentally friendly. Ethanol can be prepared from agricultural residues and hence is a renewable resource. Its producing from biomass fermentation is enough simple and cheap way. Besides operating conditions, the use of catalysts plays a crucial role in hydrogen production through ethanol re-forming. Different catalysts have been used for the steam reforming of ethanol, in the great majority of cases, supported noble metals, nickel and cobalt. The present work is devoted to investigation of the ethanol steam reforming over ferrites as novel oxide type of catalysts for this reaction. The ferrite catalysts, MFe2O4 (M = Mg, Mn, Fe, Zn), have been prepared by coprecipitation method; to characterize the catalysts, the methods of X-ray diffraction, electron diffraction, BET, temperature programmed desorption of CO2, the thermal gravimetry have been used. The catalytic experiments have been per-formed at atmospheric pressure in the temperature range 573-823 K. The main reaction products were acetaldehyde, acetone, CO2 and H2. It is important to note, that CO, which is undesirable impurity in hydrogen, was not appeared in the reaction products. At relatively low temperatures, high selectivity for acetone (71.3 %), that is very close to its theoretical value (75 %), was observed for FeFe2O4. Thus, the FeFe2O4 ferrite can be con-sidered as an efficient catalyst for the direct conversion of ethanol to acetone. At higher temperatures, selectivity to acetone decreases due to acetone conversion to CO2 and the target product H2. The selectivity to hydrogen increases up to 823 K for all investigated ferrites. Maximum hydrogen yield (83.4 %) was achieved for MnFe2O4, therefore it is a promising object for further study. |
| first_indexed | 2026-03-12T15:49:54Z |
| format | Article |
| id | oai:katalizorgua:article-32 |
| institution | Catalysis and petrochemistry |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T15:49:54Z |
| publishDate | 2020 |
| publisher | V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:katalizorgua:article-322021-12-10T12:30:12Z Efficient hydrogen production by steam reforming of ethanol over ferrite catalysts Ефективне одержання водню в паровому риформінгу етанолу на феритних каталізаторах Dolgikh, L.Yu. Stolyarchuk, I.L. Staraya, L.A. Vasylenko, I.V. Pyatnitsky, Y.I. Strizhak, P.E. ethanol, steam reforming, ferrite catalysts, hydrogen етанол, паровий риформінг, феритні каталізатори, водень Steam reforming of ethanol is considered nowadays to be attractive mode of production of hydrogen as the most viable energy carrier for the future. Additionally, producing hydrogen from ethanol steam reforming would be environmentally friendly. Ethanol can be prepared from agricultural residues and hence is a renewable resource. Its producing from biomass fermentation is enough simple and cheap way. Besides operating conditions, the use of catalysts plays a crucial role in hydrogen production through ethanol re-forming. Different catalysts have been used for the steam reforming of ethanol, in the great majority of cases, supported noble metals, nickel and cobalt. The present work is devoted to investigation of the ethanol steam reforming over ferrites as novel oxide type of catalysts for this reaction. The ferrite catalysts, MFe2O4 (M = Mg, Mn, Fe, Zn), have been prepared by coprecipitation method; to characterize the catalysts, the methods of X-ray diffraction, electron diffraction, BET, temperature programmed desorption of CO2, the thermal gravimetry have been used. The catalytic experiments have been per-formed at atmospheric pressure in the temperature range 573-823 K. The main reaction products were acetaldehyde, acetone, CO2 and H2. It is important to note, that CO, which is undesirable impurity in hydrogen, was not appeared in the reaction products. At relatively low temperatures, high selectivity for acetone (71.3 %), that is very close to its theoretical value (75 %), was observed for FeFe2O4. Thus, the FeFe2O4 ferrite can be con-sidered as an efficient catalyst for the direct conversion of ethanol to acetone. At higher temperatures, selectivity to acetone decreases due to acetone conversion to CO2 and the target product H2. The selectivity to hydrogen increases up to 823 K for all investigated ferrites. Maximum hydrogen yield (83.4 %) was achieved for MnFe2O4, therefore it is a promising object for further study. Паровий риформінг етанолу на сьогодні є привабливим способом одержання водню як найбільш життєздатного носія енергії у майбутньому. Крім того, одержання водню з етанолу може бути екологічно сприятливим. Етанол може бути виготовлений з сільськогосподарських відходів, отже він є відновлювальним ресурсом. Його одержання шляхом ферментації біомаси є досить простим і дешевим способом. Крім експлуатаційних умов, вирішальну роль має використання каталізаторів для одержання водню шляхом риформінгу етанолу. Різні каталізатори були використані для парового риформінгу етанолу, у переважній більшості нанесені благородні метали, нікель і кобальт. Дана робота присвячена дослідженню парового риформінгу етанолу на феритах як нового типу оксидних каталізаторів цієї реакції. Феритні каталізатори, MFe2O4 (M = Mg, Mn, Fe, Zn), були приготовані методом співосадження; для характеристики каталізаторів використовували методи рентгенофазового аналізу, дифракції електронів, БЕТ, температурно-програмованої десорбції CO2, термічної гравіметрії. Каталітичні експерименти здійснювали за атмосферного тиску у діапазоні температур 573-823K. Основними продуктами реакції були ацетальдегід, ацетон, СО2 і Н2. Важливо відзначити, що СО, який є небажаною домішкою до водню, не міститься в продуктах реакції. При відносно низьких температурах висока селективність за ацетоном (71,3 %), яка дуже близька до її теоретичної величини (75 %), спостерігалася для FeFe2O4. Таким чином, ферит FeFe2O4 може бути ефективним каталізатором прямого перетворення етанолу у ацетон. За високих температур селективність за ацетоном зменшується внаслідок конверсії ацетону у СО2 і цільовий продукт Н2. Селективність за воднем збільшується при підвищенні температури до 823 К для усіх вивчених феритів. Максимум виходу водню (83,4 %) було досягнуто на MnFe2O4, тому він є перспективним об'єктом для подальших досліджень. V.P. Kukhar Institute of Bioorganic Chemistry and Petrochemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine 2020-02-24 Article Article application/pdf https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/32 10.15407/kataliz2020.29.001 Catalysis and petrochemistry; No. 29 (2020): Catalysis and petrochemistry; 1-10 Каталіз та нафтохімія; № 29 (2020): Каталіз та нафтохімія; 1-10 2707-5796 2412-4176 10.15407/kataliz2020.29 en https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/32/22 |
| spellingShingle | етанол паровий риформінг феритні каталізатори водень Dolgikh, L.Yu. Stolyarchuk, I.L. Staraya, L.A. Vasylenko, I.V. Pyatnitsky, Y.I. Strizhak, P.E. Ефективне одержання водню в паровому риформінгу етанолу на феритних каталізаторах |
| title | Ефективне одержання водню в паровому риформінгу етанолу на феритних каталізаторах |
| title_alt | Efficient hydrogen production by steam reforming of ethanol over ferrite catalysts |
| title_full | Ефективне одержання водню в паровому риформінгу етанолу на феритних каталізаторах |
| title_fullStr | Ефективне одержання водню в паровому риформінгу етанолу на феритних каталізаторах |
| title_full_unstemmed | Ефективне одержання водню в паровому риформінгу етанолу на феритних каталізаторах |
| title_short | Ефективне одержання водню в паровому риформінгу етанолу на феритних каталізаторах |
| title_sort | ефективне одержання водню в паровому риформінгу етанолу на феритних каталізаторах |
| topic | етанол паровий риформінг феритні каталізатори водень |
| topic_facet | ethanol steam reforming ferrite catalysts hydrogen етанол паровий риформінг феритні каталізатори водень |
| url | https://kataliz.org.ua/index.php/journal/article/view/32 |
| work_keys_str_mv | AT dolgikhlyu efficienthydrogenproductionbysteamreformingofethanoloverferritecatalysts AT stolyarchukil efficienthydrogenproductionbysteamreformingofethanoloverferritecatalysts AT starayala efficienthydrogenproductionbysteamreformingofethanoloverferritecatalysts AT vasylenkoiv efficienthydrogenproductionbysteamreformingofethanoloverferritecatalysts AT pyatnitskyyi efficienthydrogenproductionbysteamreformingofethanoloverferritecatalysts AT strizhakpe efficienthydrogenproductionbysteamreformingofethanoloverferritecatalysts AT dolgikhlyu efektivneoderžannâvodnûvparovomuriformínguetanolunaferitnihkatalízatorah AT stolyarchukil efektivneoderžannâvodnûvparovomuriformínguetanolunaferitnihkatalízatorah AT starayala efektivneoderžannâvodnûvparovomuriformínguetanolunaferitnihkatalízatorah AT vasylenkoiv efektivneoderžannâvodnûvparovomuriformínguetanolunaferitnihkatalízatorah AT pyatnitskyyi efektivneoderžannâvodnûvparovomuriformínguetanolunaferitnihkatalízatorah AT strizhakpe efektivneoderžannâvodnûvparovomuriformínguetanolunaferitnihkatalízatorah |