Παραγωγή υδρογόνου με χημική αντίδραση σιδήρου μηδενικού σθένους με διάλυμα φωσφορικού μονονατρίου

Abstract

Το πρόσφατο επιστημονικό και τεχνολογικό ενδιαφέρον για το υδρογόνο ως ενεργειακός φορέας και πιθανό καύσιμο μεταφοράς έχει οδηγήσει σε σημαντικές μελέτες αφού αποτελεί μία εναλλακτική μη ρυπογόνο ενεργειακή πηγή. Το υδρογόνο μπορεί να αποτελέσει υποκατάστατο των συμβατικών ορυκτών καυσίμων συμβάλλοντας σημαντικά στην αντιμετώπιση των συνεπειών της κλιματικής αλλαγής. Σκοπός της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη της αντίδρασης σιδήρου μηδενικού σθένους ή απορρίματα σιδήρου και φωσφορικών αλάτων για παραγωγή υδρογόνου. Μελετήθηκαν διαφορετικές συγκεντρώσεις σκόνης σιδήρου (10.0 – 20.1g/L) και φωσφορικού μονονατρίου (28.1 - 56.2g/L) για τη παραγωγή υδρογόνου και κατ’επέκταση εξήχθηκε η κινητική της αντίδρασης. Επιπλέον διερευνήθηκε η επίδραση διαφορετικών τιμών pH στο διάλυμα για την παραγωγή υδρογόνου και πιθανής περίσσειας φωσφόρου. Μέσω των αποτελεσμάτων, συμπεραίνεται πως στα διαλύματα τα οποία περιείχαν σκόνη σιδήρου και φωσφορικό μονονάτριο (NaH2PO4) η παραγωγή υδρογόνου έφτασε σε πολύ ικανοποιητικά επίπεδα, περίπου 90% σε σχέση με το διάλυμα που περιέχει απορρίμματα σιδήρου και NaH2PO4 όπου εκεί το ποσόστο δεν ήταν τόσο μεγάλο, περίπου 46%. Επιπλέον, παρατηρήθηκε ότι σε χαμηλά pH η παραγωγή υδρογόνου είναι υψηλότερη σε σχέση με πιο βασικά διαλύματα. Η παραγωγή υδρογόνου για pH = 3.06 βρέθηκε να είναι περίπου 64% ενώ, σε pH= 7.00 η παραγωγή H2 είναι περίπου 52%.