Эффективность плазмохимического получения водорода из пропана под действием лазерного излучения

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

Изучен плазмохимический процесс получения водорода из пропана под действием лазерного излучения. Исследование проведено с использованием фемтосекундного (35 фс) и наносекундного (7 нс) импульсных источников лазерного излучения. Построены экспериментальные зависимости объемного содержания водорода на выходе из реактора в зависимости от скорости подачи пропана. Предложены уравнения, описывающие количество получаемого водорода с учетом скорости подачи пропана и эффекта его смешения с образующимся водородом. Полученные уравнения могут быть применены к плазмохимическому разложению других углеводородов. В рамках проведенного исследования они позволили рассчитать максимально возможную эффективность получения водорода при данных характеристиках лазерного излучения. Даны рекомендации по изменению параметров лазерного излучения с целью повышения эффективности плазмохимического получения водорода.

全文:

受限制的访问

作者简介

Юрий Тверьянович

Санкт-Петербургский государственный университет

编辑信件的主要联系方式.
Email: tys@bk.ru
ORCID iD: 0000-0003-4343-9817

д.х.н., проф., Институт химии 

俄罗斯联邦, 198504, г. Санкт-Петербург, Университетский пр., д. 26

Алексей Поволоцкий

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: tys@bk.ru
ORCID iD: 0000-0001-7931-9572

д.ф.-м.н., проф., Институт химии

俄罗斯联邦, 198504, г. Санкт-Петербург, Университетский пр., д. 26

Святослав Луньков

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: tys@bk.ru
ORCID iD: 0009-0000-5897-4455

Институт химии

俄罗斯联邦, 198504, г. Санкт-Петербург, Университетский пр., д. 26

参考

  1. Kong F., Luo Q., Xu H., Sharifi M., Song D., Chin S. L. Explosive photodissociation of methane induced by ultrafast intense laser // J. Chem. Phys. 2006. V. 125 (13). 133320. https://doi.org/10.1063/1.2204919
  2. Song D., Liu K., Kong F., Xia A. Neutral dissociation of methane in the ultra-fast laser pulse // Sci. Bull. 2008. V. 53. P. 1946–1950. https://doi.org/10.1007/s11434-008-0232-6
  3. Wu Z., Wu C., Liang Q., Wang S., Liu M., Deng Y., Gong Q. Fragmentation dynamics of methane by few-cycle femtosecond laser pulses // J. Chem. Phys. 2007. V. 126 (7). 074311. https://doi.org/10.1063/1.2472341
  4. Ghorbani Z., Parvin P., Reyhani A., Mortazavi S. Z., Moosakhani A., Maleki M., Kiani S. Methane decomposition using metal-assisted nanosecond laser-induced plasma at atmospheric pressure // J. Phys. Chem. C. 2014. V. 118. P. 29822–29835. https://doi.org/10.1021/jp508634d
  5. Wang S., Tang X., Gao L., Elshakre M.E., Kong F. Dissociation of methane in intense laser fields // J. Phys. Chem. A. 2003. V. 107. N 32. P. 6123–6129. https://doi.org/10.1021/jp022243e
  6. Guo Y. Q., Bhattacharya A., Bernstein E. R. Photodissociation dynamics of nitromethane at 226 and 271 nm at both nanosecond and femtosecond time scales // J. Phys. Chem. A. 2009. V. 113. N 1. P. 85–96. https://doi.org/10.1021/jp806230p
  7. Rezaei F., Gorbanev Y., Chys M., Nikiforov A., Van Hulle S. W. H., Cos P., Bogaerts A., De Geyter N. Investigation of plasma-induced chemistry in organic solutions for enhanced electrospun PLA nanofibers. // Plasma Process. Polym. 2018. V. 15. N 6. 1700226. https://doi.org/10.1002/ppap.201700226
  8. Hamann S., Rond C., Pipa A. V., Wartel M., Lombardi G., Gicquel A., Röpcke J. Spectroscopic study CH4 and B2H6 used for doped diamond deposition // Plasma Sources Sci. Technol. 2014. V. 23. N 4. 045015. https://doi.org/10.1088/0963-0252/23/4/045015
  9. Abdelli-Messaci S., Kerdja T., Bendib A., Malek S. CN emission spectroscopy study of carbon plasma in nitrogen environment // Spectrochim. Acta. Part B: At. Spectrosc. 2005. V. 60. N 7–8. P. 955. https://doi.org/10.1016/j.sab.2005.07.002
  10. Morgan N. N., ElSabbagh M. Hydrogen production from methane through pulsed DC plasma // Plasma Chem. Plasma Process. 2017. V. 37. N 5. P. 1375–1392. https://doi.org/10.1007/s11090-017-9829-3
  11. Bokor J., Freeman R. R., White J. C., Storz R. H. Two-photon excitation of the n = 3 level in H and D atoms // Phys. Rev. A. 1981. V. 24. P. 612–614. https://doi.org/10.1103/PhysRevA.24.612
  12. Петин С. Н. Энергетическая эффективность производства и потребления водорода // Вестн. МЭИ. 2019. № 2. С. 29–36. https://doi.org/10.24160/1993-6982-2019-2-29-36
  13. Hall C. A. S., Balogh S., Murphy D. J. R. What is the minimum EROI that a sustainable society must have? // Energies. 2009. V. 2. N 1. P. 25–47. https://doi.org/10.3390/en20100025

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Block diagram of the installation.

下载 (115KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Generation of hydrogen by pulses of 35 fs duration.

下载 (111KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Dependences of the plasma glow intensity under the action of pulses with a duration of 35 fs (1) and 7 ns (2) on the wavelength of its radiation.

下载 (75KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Generation of hydrogen by pulses of 7 ns duration.

下载 (131KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024