Boru şeklindeki bir piroliz reaktöründe organik atıklardan hidrojen ve hidrojen içeren karışımların üretim teknolojisi, uluslararası bir bilimsel ekibin parçası olarak Sibirya Federal Üniversitesi bilim adamları tarafından geliştirildi. Geliştirmenin yazarlarına göre, soğutucu ve hammaddeler arasındaki ısı alışverişini iyileştirerek üretim verimliliğini artırmak mümkündür. Sonuçlar Energies’de yayınlandı.
Araştırmacılar, küresel ısınma ve yenilenemeyen doğal kaynakların tükenmesi nedeniyle, endüstriyel atıkların işlenmesi ve geri dönüştürülmesine yönelik teknolojiler geliştirmenin, sürdürülebilir enerji gelişimi ve çevre güvenliğinin sağlanması açısından giderek daha önemli hale geldiğini söylüyor.
Atığı geri dönüştürmenin yollarından biri, organik ve birçok inorganik bileşiğin, yüksek sıcaklığın (piroliz) etkisi altında daha basit madde moleküllerine ayrıştırılmasıdır. Örneğin piroliz, hidrokarbonlardan hidrojen üretebilir.
Sibirya Federal Üniversitesi’ndeki bilim adamları, Rus ve Alman meslektaşlarıyla birlikte, piroliz reaktöründeki hidrojen ve hidrojen içeren karışımların üretiminin verimliliğinin, ısı taşıyıcısının hammaddelerle temas alanını artırarak artırılabileceğini model ve deneysel olarak kanıtladılar. Soğutucunun geçtiği kanalın iç yüzeyine yarım küre şeklinde çıkıntılar uygulanarak alan arttırıldı.
Araştırmanın önde gelen yazarlarından biri olan genç araştırmacı Oleg Kolenchukov, “Benzer bir etki günlük yaşamda çayı soğuturken de gözlemlenebilir. Çayı bir fincandan tabağa döktüğümüzde temas alanı artar ve daha yoğun ısı transferi meydana gelir” dedi.
Ona göre çıkıntıların kullanılması ısı transferini %11,5’e kadar artırmaya yardımcı oluyor, ısı transferini ise ortalama 2,23 kat artırıyor. Ayrıca çıkıntılar kanalın içinde girdap oluşumları oluşturarak soğutucu ve ham madde arasındaki ısı alışverişini daha da artırır. Bilim insanları, ısı transferini ve hidrolik direnci karşılaştırarak akış hızı ve çıkıntı yüksekliğinin optimum kombinasyonunu belirlediler.
Isı alışverişinin verimliliğinin arttırılması, elde edilen hidrojen içeren karışımların kalitesi ve üretilen hidrojen hacimleri üzerinde olumlu bir etkiye sahiptir, reaktörlerin boyutunun küçültülmesine yardımcı olur ve ikincil ayrışma reaksiyonlarını en aza indirir, böylece işlem sırasında oluşan kirletici maddelerin miktarı azalır. Araştırma, Rusya Bilim ve Yüksek Öğrenim Bakanlığı’nın devlet emri altında Sibirya Federal Üniversitesi’nin biyoyakıt bileşimleri laboratuvarında gerçekleştirildi.
Çeviri: Zehra Kaplan
Kaynak: https://ria.ru/20230919/nauka-1897012804.html