Language
Country/Area
No result found
未來氫氣的秘密：MACBETH計畫如何改變氫氣生產方式？
在全球關注可持續發展和綠色能源的當下，氫氣作為清潔能源的一部分正逐漸成為焦點。MACBETH計畫（Membranes And Catalysts Beyond Economic and Technological Hurdles）旨在推進氫氣的生產技術，尤其是透過先進的膜反應器技術來改變氫氣的生產方式。這個歐盟資助的計畫於2019年啟動，預計於2024年結束，涵蓋了多個重要的化學過程，其中氫氣的生產尤為關鍵。
計畫概述
MACBETH計畫由27個來自大學、企業和研究機構的合作夥伴組成，計畫總成本預計約2050萬歐元，其中80%由歐盟提供資金。計畫的主要目標是通過長期運行的演示工廠來驗證膜反應器技術在工業上的應用，並探索其在生物技術方面的潛力，例如在Omega-3脂肪酸的選擇性酶富集中。
「將催化合成步驟與分離步驟結合於一個單一反應器中，即是這項計畫的核心理念。」
氫氣生產過程
MACBETH計畫的氫氣生產主要透過蒸汽重整反應來進行，目的在於生產高純度的氫氣，以供應各種氫化反應、燃料電池及其他需要氫氣的行業。計畫將探索兩條主要的氫氣生產路徑：
- 利用天然氣的蒸汽重整，這一過程在計畫中將使用流化床膜反應器進行。
- 通過生物氣的自熱重整，這個過程同樣將在專門設計的流化床膜反應器中進行。
「在這兩條路徑中，貴金屬鈀的膜能夠有效地降低反應器的運行溫度，從而減少資本和運行成本。」
科學成就
迄今為止，關於膜反應器中氫氣生產的學術文章已有所發表，內容主要集中於金屬支持的密集膜的開發，以及流化床膜反應器的建模。兩個反應器目前正在建設中，預計將於2024年投入運行。
丙烯生產過程
丙烯是各種化學品的重要原料，其生產過程通常涉及蒸汽裂解和流體催化裂化。在MACBETH中，丙烯的生產將透過丙烷脫氫反應進行。此反應的特點在於，其能夠利用鈀基膜去除氫分子，從而在降低反應器溫度的同時提高丙烯產量，有效減緩焦炭形成的問題。
「在丙烷脫氫的研究中，我們引入了一種新型的鉑基催化劑，這能顯著提高丙烯的選擇性。」
羰基化反應
羰基化反應在化學工業中非常重要，主要用於生產專用化學品作為 detergents 和增塑劑的中間體。在MACBETH中，該反應使用創新的催化膜反應器進行，並採用聚合物膜塗覆的單體進行反應。
「我們在羰基化過程中也取得了一些成果，已經發表了關於1-丁烯的羰基化研究的文章。」
生物催化油裂解
該過程的目的是從植物或魚油中富集Omega-3脂肪酸，特別是EPA和DHA。通過選擇性脂肪酶的應用，MACBETH計畫可以選擇性地去除短鏈酸，從而保留EPA和DHA。
「長期反應器試驗已經證明了這一過程的可行性，並確定了保證酶長壽命的操作條件。」
MODELTA：MACBETH的衍生公司
膜技術及膜反應器在能源、化學及食品行業的應用潛力巨大。為了跨越大學與行業間的鴻溝，MACBETH的合作夥伴於2022年成立了名為MODELTA B.V.的衍生公司，提供膜和膜反應器方面的諮詢及建模服務。
通過MACBETH計畫的進行，氫氣的生產將迎來嶄新的技術轉變，未來這項技術將如何影響我們對可再生能源的使用與理解？
