بهره برداری از دی اکسید کربن و هیدروژن تجدیدپذیر: مسیر تولید پایدار متانول

مصرف دی اکسید کربن حاصل از کارخانجات سیمان و فرایندهای پتروشیمی باعث مشکلات زیست محیطی مانند تغییرات اقلیمی و اثر گلخانه ای شده که خطرات جدی برای زندگی انسان دارند. فناوری های جذب، خالص سازی، ذخیره سازی و استفاده از کربن (CCSU) یکی از رویکردهای موثر در این زمینه است. این تحقیق به معرفی منابع مناسب برای بهره برداری یکپارچه از گاز دی اکسید کربن و هیدروژن تولیدی از الکترولیز آب با استفاده از انرژی تجدیدپذیر (مانند خورشیدی) پرداخته است. هیدروژناسیون CO₂ یکی از پیشرفته ترین فناوری ها برای مصرف دی اکسید کربن است. ارزیابی پایداری این فرایند نیازمند تحلیل جامع منابع اولیه مواد، به ویژه CO₂ و H₂ می باشد. در این مقاله، چارچوب چندمعیاره ای برای شناسایی مناسب ترین منابع CO₂ و H₂ جهت فرآیندهای تبدیل ارائه شده است. منابع مختلف CO₂ (از نیروگاه ها تا تخمیر اتانول) و H₂ (از تولید اختصاصی تا محصول جانبی) بر اساس معیارهای زیست محیطی، اقتصادی و فنی ارزیابی شدند. سپس با استفاده از کاتالیزور Cu/Zn/Al₂O₃، متانول سبز تولید شد. واکنش سه مول هیدروژن و یک مول CO₂ در دمای ۲۵۰ درجه سانتی گراد و فشار ۷۰ بار، منجر به تولید متانول سبز شد. نتایج نشان داد که CO₂ حاصل از ریفرمینگ بخار متان، صنایع آهن و فولاد، تولید اتیلن اکسید و منابع نقطه ای با غلظت بالا، از نظر پایداری بهترین گزینه ها برای تامین دی اکسید کربن هستند. همچنین مشخص شد که H₂ زمانی پایدارتر است که به عنوان محصول جانبی یا از طریق الکترولیز آب با انرژی خورشیدی و بادی تولید شود. راندمان تولید متانول ۷۰٪ و تبدیل گازها به متانول ۲۰٪ بود.

کلیدواژه ها:

کربن کپچرینگ ، هیدروژناسیون دی اکسید کربن ، هیدروژن سبز ، متانول سبز ، کاتالیست