Study of radiation-catalytic activity of aluminosilicate systems in the processes of hydrogen production from methane and methane-steam mixture

Editorial Board PCSS Journal; Т.Н. Агаєв; С.З. Мелікова; І.А. Фараджзаде

doi:10.15330/pcss.26.3.526-531

Автор(и)

Т.Н. Агаєв Інститут радіаційних проблем Міністерства науки та освіти Республіки Азербайджан,м. Баку, Азербайджан
С.З. Мелікова Інститут радіаційних проблем Міністерства науки та освіти Республіки Азербайджан; Академія Міністерства з надзвичайних ситуацій Республіки Азербайджан, м. Баку, Азербайджан
І.А. Фараджзаде Інститут радіаційних проблем Міністерства науки та освіти Республіки Азербайджан,м. Баку, Азербайджан,

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.26.3.526-531

Ключові слова:

γ-кванти, алюмосилікат, молекулярний водень, метан, радіаційно-хімічний вихід

Анотація

Вивчено кінетику накопичення H₂ під час радіаційно-термокаталітичного розкладу сумішей CH₄ + 2H₂O та 2CH₄ + H₂O при T = 300–773 K (Pₜₒₜ = 1–12 атм) на поверхні алюмосилікату. Подвоєння відносної концентрації метану в реакційному середовищі при T = 773 K спричиняє зростання виходу G(H₂) від 1,2 до 2,3 молекули/100 еВ. На основі отриманих результатів з вивчення гетерогенного радіолізу метану та суміші CH₄ + H₂O можна зробити висновок, що ефективність передачі енергії в системі Al–Si + CH₄ є меншою, ніж у системі Al–Si + H₂O. Радіаційно-хімічний вихід молекулярного водню при гетерогенному радіолізі метану в присутності аморфного алюмосилікату за умов PCH₄ ≈ 1 атм, T = 300–773 K не залежить від температури.

Посилання

T.N. Agayev, S.Z. Melikova, H.F. Hadzhiyeva, Radiation-thermocatalytic processes for hydrogen production from water, Problems Atomic Science and Technology. 2(220), 50 (2019).

L.Y. Jabbarova, I.I. Mustafayev, R.Y. Akbarov, A.S. Mirzayeva, Study of post-radiation processes in model hexane/hexane binary systems, Journal of Radiation Researches, 9(1), 58 (2022).

L. Han, T.K. Lim, Y.J. Kim, H.S. Hahm, M.S. Kim, Hydrogen production by catalytic decomposition of methane over carbon nanofibers, Mater. Sci. Forum, 510(2), 30 (2006); https://doi.org/10.4028/0-87849-995-4.30.

N. Rahimi, D. Kang, J. Gelinas, A. Menon, M.J. Gordon, H. Metiu, E.W. McFarland, Solid carbon production and recovery from high temperature methane pyrolysis in bubble columns containing molten metals and molten salts, Carbon, 151, 181 (2019); https://doi.org/10.1016/j.carbon.2019.05.041.

A. Mozimder, Fundamentals of radiation chemistry, Academic Press Inc., 392 (1999).

G. Foeldiak, Radiation chemistry of hydrocarbons, Academiai Kiado, Hungary, 476 (1981).

L.Y. Jabbarova, S.M. Aliyev, S.Z. Melikova, The impact of ionizing radiation on diesel fue, Journal of Radiation Researches, 2(2), 71 (2015).

H.T. Jang, W.S. Cha, Hydrogen production by the thermocatalytic decomposition of methane in a fluidized bed reactor, Korean J. Chem. Eng., 24(2), 374 (2007).

T.N. Agayev, N.N. Gadzhieva, S.Z. Melikova, Sh.Z. Musayeva, A.G. Aliyev, FT-IR spectroscopic study of the radiation-chemical decomposition of n-hexane on nano-ZrO2, Physics and Chemistry of Solid State, 24(3), 429 (2023); https://doi.org/10.15330/pcss.24.3.429-432.

I. Suelves, M.J. L´azaro, R. Moliner, B.M. Corbella, J.M. Palacios, Hydrogen production by thermo catalytic decomposition of methane on Ni-based catalysts: Influence of operating conditions on catalyst deactivation and carbon characteristics, Int. J. Hydrogen Energy, 30(15), 1555 (2005); https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2004.10.006.

J. Ashok, S.N. Kumar, A. Venugopal, V.D. Kumari, S. Tripathi, M. Subrahmanyam, COx free hydrogen by methane decomposition over activated carbons, Catal. Commun., 9(1), 164 (2008); https://doi.org/10.1016/j.catcom.2007.05.046.

Z. Bai, H. Chen, B. Li, W. Li, Catalytic decomposition of methane over activated carbon, J. Anal. Appl. Pyrol. 73(2), 335 (2005); https://doi.org/10.1016/j.jaap.2005.03.004.

A. Holmen, Direct conversion of methane to fuels and chemicals, Catal. Today, 142(1–2), 2 (2009); https://doi.org/10.1016/j.cattod.2009.01.004.

S. Rodat, S. Abanades, J. Coulie, G. Flamant, Kinetic modelling of methane decomposition in a tubular solar reactor, Chem. Eng. J. 146(1), 120 (2009); https://doi.org/10.1016/j.cej.2008.09.008.

D.M. Matheu, A.M. Dean, J.M. Grenda, W.H. Green, Mechanism generation with integrated pressure dependence: A new model for methane pyrolysis, J. Phys. Chem. A, 107(41), 8552 (2003); https://doi.org/10.1021/jp0345957.

A.M. Dunker, S. Kumar, P.A. Mulawa, Production of hydrogen by thermal decomposition of methane in a fluidized-bed reactor - Effects of catalyst, temperature, and residence time, Int. J. Hydrogen Energy, 31(4), 473 (2006); https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2005.04.023.

J.L. Pinilla, I. Suelves, M.J. L´azaro, R. Moliner, Kinetic study of the thermal decomposition of methane using carbonaceous catalysts, Chem. Eng. J., 138(1–3), 301 (2008); https://doi.org/10.1016/j.cej.2007.05.056.

T. Kreuger, W.P.M. van Swaaij, A.N.R. Bos, S.R.A. Kersten, Methane decomposition kinetics on unfunctionalized alumina surfaces, Chemical Engineering Journal, 427, 130412 (2022).