Production of hydrogen-containing gas by vapor conversion of ethanol
Abstract
Development of the hydrogen power technologies demands new simple and effective methods for hydrogen production from renewable sources. Bio-ethanol produced by biomass fermentation can be used as a raw material for hydrogen production. In this work we studied the conversion of ethanol to hydrogen containing gas on Cu/CeO2 systems. We showed that optimal copper concentrations for these catalysts are within the range of 5-10%. This enables to achieve the reasonable yield of hydrogen at high ethanol conversion values. The main advantage of the proposed catalytic systems is the very low yield of carbon monoxide, which is necessary for further use of the obtained gas in fuel cells.
About the Authors
M. S. Yakimova
Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева РАН
Russian Federation
Russian Federation
V. F. Tretyakov
M.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies, 86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Russian Federation
Russian Federation
N. A. Frantsuzova
M.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies, 86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Russian Federation
Russian Federation
L. O. Yarygina
M.V. Lomonosov Moscow State University of Fine Chemical Technologies, 86, Vernadskogo pr., Moscow 119571
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Третьяков, В. Ф. Биоэтанол - стратегия развития топливного и нефтехимического комплекса / В. Ф. Третьяков // Химическая техника. - 2008. - № 1. - С. 8-12.
2. Данилов, А. М. Альтернативные топлива: достоинства и недостатки. Проблемы применения / А. М. Данилов, Э. Ф. Каминский, В. А. Хавкин // Рос. хим. ж. (Ж. Рос. хим. об-ва им. Д.И. Менделеева). - 2003. - Т. 47, № 6. _ С. 4-11.
3. Коротеев, А. С. Перспективы использования водорода в транспортных средствах / А. С. Коротеев, В. В. Миронов, В. А. Смоляров // Международный научный журнал "Альтернативная энергетика и экология" АЭЭ. - 2004. - Т. 1, Н. 9. - С. 5-13.
4. Тарасов, Б. П. Водород для производства энергии: проблемы и перспективы / Б. П. Тарасов, М. В. Лотоцкий // Международный научный журнал "Альтернативная энергетика и экология" АЭЭ. - 2006. - Т. 8, Н. 40. - С. 72-90.
5. Месяц, Г. А. Водородная энергетика и топливные элементы / Г. А. Месяц, М. Д. Прохоров // Вестник РАН. _ 2004. _ Т. 74, № 7. _ С. 579-597.
6. Кириллов, Н. Г. Водородная энергетика: проблемы внедрения и новые российские технологии / Н. Г. Кириллов // Международный научный журнал "Альтернативная энергетика и экология" АЭЭ. - 2006. - Т. 3, Н. 35. - С. 11-17.
7. Лукьянов, Б. Н. Каталитическое производство водорода из метанола для мобильных, стационарных и портативных энергоустановок на топливных элементах / Б. Н. Лукьянов // Успехи химии. _ 2008. _ Т. 77, № 11. - С. 1065-1087.
8. Production of H2 for fuel cell applications: methanol steam reforming with sufficiently thorough cleaning of H2 from CO impurity / A. Ya. Rozovskii [et al.] // Topics in Catalysis. _ 2007. _ Vol. 42-43. _ P. 437-441.
9. Current status of hydrogen production techniques by steam reforming of ethanol: a review / A. Haryanto [et al.] // Energy & Fuels. - 2008. - Vol. 19. - P. 2098-2106.
10. Aupretre, F. Hydrogen production for fuel cells from the catalytic ethanol steam reforming / F. Aupretre, C. Descorme, D. Duprez // Topics in Catalysis. - 2004. - Vol. 30/31. - P. 487-491.
11. Hydrogen production over a commercial Pd/Al2O3 catalyst for fuel cell utilization / M. A. Goula [et al.] // Ionics. - 2003. - Vol. 9. - P. 248-252.
12. Steam reforming of ethanol on supported nickel catalysts / J. W. C. Liberatori [et al.] // Appl. Catalysis A: General. - 2007. - Vol. 327. - P. 197-204.
13. Laosiripojana, N. Steam reforming of ethanol with co-fed oxygen and hydrogen over Ni on high surface area ceria support / N. Laosiripojana, S. Assabumrungrat, S. Charojrochkul // Appl. Catalysis A: General. - 2007. - Vol. 327. - P. 180-188.
14. Jacobs, G. Steam reforming of ethanol over Pt/ceria with co-fed hydrogen / G. Jacobs, R. A. Keogh, B. H. Davis // J. Catalysis. - 2007. - Vol. 245. - P. 326-337.
15. Hydrogen formation in ethanol reforming on supported noble metal catalysts / A. Erdohelyi [et al.] // Catalysis Today. - 2006. - Vol. 116. - P. 367-376.
16. Laosiripojana, N. Reactivity of high surface area CeO2 synthesized by surfactant-assisted method to ethanol decomposition with and without steam / N. Laosiripojana, W. Sutthisripok, S. Assabumrungrat // Chem. Engineer. J. - 2007. - Vol. 127. - P. 31-38.
17. Laosiripojana, N. Catalytic steam reforming of ethanol over high surface area CeO2: The role of CeO2 as an internal pre-reforming catalyst / N. Laosiripojana, S. Assabumrungrat // Appl. Catalysis B: Environmental. - 2006. -Vol. 66. - P. 29-39.
18. Формирование нанокристаллического диоксида церия из водно-спиртовых растворов нитрата церия (III) / В. К. Иванов, Ф. Ю. Шариков, О. С. Полежаева, Ю. Д. Третьяков // Докл. РАН. Cерия «Химия». _ 2006. _ Т. 411, № 4. _ С. 485-487.
19. Фрактальная структура нанодисперсных порошков диоксида церия / В. К. Иванов, О. С. Полежаева, Г. П. Копица, А. Е. Баранчиков, Ю. Д. Третьяков // Неорган. материалы. _ 2008. _ Т. 44, № 3. _ С. 324-330.
20. Получение наночастиц диоксида церия / Д. В. Дробот, А. В. Чуб, В. В. Воронов, П. П. Федоров, В. К. Иванов, О. С. Полежаева / Неорган. материалы. _ 2008. _ Т. 44, № 8. _ С. 966-968.
21. Hydrogen production via bio-ethanol steam reforming on CeO2-based catalysts / M. S. Yakimova, A. S. Lermontov, O. S. Polezhaeva, V. K. Ivanov, V. F. Tretyakov // Abstracts of 2nd Int. IUPAC Conference on Green Chemistry, 14-20 September 2008. - Russia, 2008. - P. 160-161.
22. Deep and selective CO oxidation on nanocrystalline CeO2-supported catalysts / A. S. Lermontov, M. S. Yakimova, A. A. Trushin, O. S. Polezhaeva, V. K. Ivanov, V. F. Tretyakov / Abstracts of 2nd Int. Conference on Green Chemistry, 14-20 September 2008. - Russia, 2008. - P. 145-146.
23. Water-gas shift reaction over aluminum promoted Cu/CeO2 nanocatalysts characterized by XRD, BET, TPR and cyclic voltammetry (CV) / L. Li [et al.] // Catal. Lett. _ 2007. _ Vol. 118. _ P. 91-97.
Review
For citations:
Yakimova M.S., Tretyakov V.F., Frantsuzova N.A., Yarygina L.O. Production of hydrogen-containing gas by vapor conversion of ethanol. Fine Chemical Technologies. 2010;5(4):93-97. (In Russ.)
Views: 241
Email this article 
