Reakcja Sabatiera

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania

Reakcja Sabatierareakcja chemiczna opracowana przez francuskiego chemika Paula Sabatiera, w której z dwutlenku węgla i wodoru otrzymuje się metan i wodę:

CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O

Najlepiej zachodzi w obecności katalizatora rutenowego, można stosować również z udziałem niklu lub tlenku glinu. Jest silnie egzotermiczna.

Zastosowanie w instalacjach odnawialnych źródeł energii[edytuj | edytuj kod]

Ze względu na uzależnienie produkcji energii ze źródeł odnawialnych od nieprzewidywalnych warunków pogodowych, nie stanowią one rozwiązań alternatywnych dla elektrowni węglowych czy też jądrowych. Duże wahania mocy uzyskiwanej z instalacji OZE zaburzają pracę całego systemu elektroenergetycznego (wpływają na jakość energii elektrycznej).

Reakcja Sabatiera jest postrzegana jako potencjalne rozwiązanie problemów związanych z magazynowaniem energii pochodzącej z: turbin wiatrowych, paneli fotowoltaicznych, elektrowni pływowych itp.. Nadmiar mocy generowanej w okresach sprzyjających warunków, jest wykorzystywany do elektrolizy wody. Uzyskany wodór, po przetworzeniu w metan, podlega dalszym procesom. Gromadzenie energii w dużych zespołach akumulatorów jest bardzo kosztowne, podczas gdy metan uzyskiwany w omawianej reakcji, jest powszechnie spotkanym paliwem. Można go łatwo zagospodarować, podczas gdy gromadzenie czystego wodoru sprawia problemy natury technicznej (koszty, bezpieczeństwo). Energia zmagazynowana w gazie może zostać wykorzystana do zasilenia istniejących sieci gazowniczych, bądź ponownie przetworzona na energię elektryczną np. w kombinowanych układach parowo-gazowych lub (po pirolizie metanu do C i H2) w wodorowych ogniwach paliwowych. Przykładową instalacje do gromadzenia energii z źródeł odnawialnych zaprezentowano w 2012 roku w Niemczech[1].

Zastosowanie w eksploracji kosmosu[edytuj | edytuj kod]

Reakcja Sabatiera jest również rozważana w kontekście eksploracji kosmosu. Podstawowym problemem z jakim spotykają się długoterminowe misje kosmiczne jest konieczność transportu na orbitę dużych ilości wody i zapewnienia odpowiednich parametrów powietrza wewnątrz statków czy stacji kosmicznych.

NASA w 2010 wysłała na Międzynarodowa Stację Kosmiczną testowy reaktor Sabatiera w celu zbadania przydatności takiego urządzenia do utylizacji dwutlenku węgla i odzyskiwania wody[2]. Metan w takim przypadku jest traktowany jako produkt uboczny i usuwany ze stacji kosmicznej. Tracony wodór jest uzupełniany dostawami z Ziemi.

W przybliżeniu obieg ma postać:

2H2O → O2 + 2H2 → (oddychanie) → CO2 + 2H2 + 2H2 (dodatkowy) → 2H2O + CH4 (utylizowany)

Dla zamkniętego obiegu Sabatiera konieczna jest piroliza metanu

CH4 + ciepło → C + 2H2

Powstający w czasie pirolizy węgiel jest łatwy do usunięcia przez załogę w ramach rutynowych czynności eksploatacyjnych. Jedną z głównych nadziei związanych z kosmicznym zastosowaniem reaktorów Sabatiera, jest wykorzystanie ich w czasie załogowej misji na Marsa.

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

Przypisy