氢气发动机排气歧管微氨裂解器

Pochari Systems公司正在设计、制造和商业化世界上第一台高度紧凑的氨裂解器，以根据需要从液氨中生产氢，用于氢发动机驱动的汽车、卡车和船舶推进。裂解炉采用7%wt钌和10%wt铯促进的CeO2微通道结构催化剂。裂解炉规格基于Engelbrecht和Chiuta 2018、Chiuta和Everson 2015和2016、Di Carlo和Vecchione 2014以及Hill和Murciano 2014。活化能低至75 kJ/mol NH3，氧化铈载体上的高铯促进剂负载，转化为每小时仅7.2 KW/kg的H2重整，允许92%分解所需的能量由柴油机排出的热量提供引擎钌和铯的用量非常少，在理想的效率和功率密度下，每小时转化1kg氢气只需要分别0.0017kg和0.005kg，根据目前市场上2公斤/小时的裂解炉价格，仅需200美元就可用于催化剂和促进剂的原材料，这足以满足中型车的需求。氧化铈载体的成本占催化剂质量的83%，可以忽略不计。铯的储量估计为8.4万吨，其中钌的储量约为5000吨，因为铯的使用量比钌多出5倍，储量足以生产数十亿辆中型汽车饼干。大多数饼干的成本是在生产过程中发现的，不是生的材料.成形固体块中的微小不锈钢微通道是通过电火花线切割加工而成的。在这些微槽中清洗和填充催化剂完成了微反应器的制造过程。以电池制造为例，微反应器技术可以被认为是相对简单的。唯一的复杂性和困难来自非常小的尺寸微型反应器中发现的这些小尺寸（小到0.15毫米x 0.25毫米）需要精密和昂贵的机械来制造，但尽管如此，在高产量下，裂解器的成本大约为每千克小时1000-1500美元，其中15-20%代表材料成本氨裂解炉位于闭式循环氢柴油机的排气歧管上，利用发动机排气的热量提供裂解炉92%的能量需求，氢氧燃烧提供平衡氨裂解器的体积为20公斤/小时，足够一辆满功率的大型8级半挂车，只需要20升，重量不到10公斤！饼干以模块化的方式配置。这些模块由一个外壳组成，每个外壳内部由多个微通道组成。该模块直接放置在气缸盖上每个排气口的外面，使非常热的排气在冷却前直接进入微通道。这允许加热催化剂床以提供必要的活化能。每个模块连接到四个轨道，向裂解炉供应气态氨，并将改造气体输送到净化器。两个较小的轨道提供氧气和氢气在启动反应器类型：微通道不锈钢催化剂：7%wt Ru 10%wt Cs，在每Kg小时所需的ceo2 Ru催化剂上促进H2重整：每Kg小时0.001 kgCe催化剂促进剂H2重整：0.005 Kg重量密度：0.50 Kg/Kg H2 hr体积密度：1 L/KgH2-H能量消耗：6kw/kg H2-H废气转化能量百分比：92%转化率：99.8%工作温度：500°C分解消耗的常规氢：0%，只有在启动氨当量氢密度：113 kg/m3氨消耗量：6 kg液态NH3/kg H2 hr启动时间：10分钟裂解成本：$1000/kg hr容量硫成本：$8000/kg铯成本：$30000/kg