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Jun 26, 2023

Forscher nutzen Abfallschlacke, um Energie zu erzeugen und Emissionen zu reduzieren

18. August 2014 vom US-Energieministerium Schlacke ist eine geschmolzene Mischung aus Prozessaschen aus der Energie- und Metallindustrie. Bei der Vergasung entsteht aus mineralischen Verunreinigungen Schlacke

18. August 2014

vom US-Energieministerium

Schlacke ist eine geschmolzene Mischung aus Prozessaschen aus der Energie- und Metallindustrie. Bei der Vergasung entsteht Schlacke aus mineralischen Verunreinigungen, die nach der Vergasung eines Kohlenstoffrohstoffs wie Kohle zurückbleiben. Bei der Metallraffinierung enthält Schlacke Verunreinigungen, die beim Raffinieren aus dem Metall entfernt werden. Schlacke ist im Grunde Abfall, der in vielen Ländern, darunter auch in den USA, auf Deponien gelagert wird. Zwei Forscher am National Energy Technology Laboratory des DOE haben einen Weg gefunden, Schlacke wertvoller zu machen. Sie stellten fest, dass durch die Mischung zweier bestimmter Schlackenarten in einem einzigartigen Verhältnis Energie und Brennstoffe erzeugt werden können.

Eine der Schlacken ist ein Nebenprodukt eines metallurgischen Prozesses, das reich an Kalziumoxid ist. Die andere Schlacke enthält hohe Mengen an Vanadium(III)-oxid, das bei der Vergasung unter Verwendung von Kohlenstoffrohstoffen auf Petrolkoksbasis entsteht. Wenn die beiden beim Entladen geschmolzenen Schlacken in Gegenwart von Kohlendioxid (CO2) miteinander vermischt werden, wird bei den resultierenden chemischen Reaktionen eine sehr große Wärmemenge freigesetzt – genug, um eine Turbine anzutreiben und Strom zu erzeugen. Gleichzeitig wandeln dieselben chemischen Reaktionen CO2 in Kohlenmonoxid (CO) um, das zur Energiegewinnung mit Sauerstoff verbrannt oder als Rohstoff für die Herstellung von Chemikalien wie synthetischem Erdöl verwendet werden kann.

Wasserstoffgas, das in der chemischen Produktion und in industriellen Anwendungen einschließlich Brennstoffzellen nützlich ist, kann mit dem gleichen Verfahren aus Wasser hergestellt werden. Die Reaktionen, die zu diesen Produkten führen, werden in einem Artikel beschrieben, der kürzlich im International Journal of Hydrogen Energy veröffentlicht wurde.

Der wichtigste Aspekt der beiden Schlacke-Wechselwirkungen besteht darin, dass durch deren Vermischung im geschmolzenen Zustand in Gegenwart von CO2 das Potenzial besteht, die in die Atmosphäre gelangende CO2-Menge zu reduzieren, indem es in CO umgewandelt wird, das in einem Kraftwerk verwendet werden kann Kraftstoff oder von der chemischen Industrie als Rohstoff verwendet werden, wodurch die Menge an Kohlenstoff verringert wird, die in diesen Prozessen benötigt wird. Das ist das eigentliche Ziel dieser Arbeit: die Reduzierung unserer CO2-Emissionen.

Mehr Informationen:Jinichiro Nakano, James Bennett, „CO2- und H2O-Gasumwandlung in CO und H2 unter Verwendung hochexothermer Reaktionen, die durch gemischte Industrieschlacken induziert werden“, International Journal of Hydrogen Energy, Band 39, Ausgabe 10, 26. März 2014, Seiten 4954-4958, ISSN 0360- 3199, dx.doi.org/10.1016/j.ijhydene.2014.01.104

Zeitschrifteninformationen:Internationale Zeitschrift für Wasserstoffenergie

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