Rozmawiamy z dr inż. Karolem Ćwieką na temat projektu pn. „Wysokowydajny układ przepływowy do fotokatalitycznej produkcji wodoru z biomasy”.
Jak można zdefiniować nanocząstki kompozytowe?
Nanocząstka kompozytowa zawiera dwie różne fazy. W ramach projektu proponujemy innowacyjne rozwiązania materiałowe w postaci nanocząstek kompozytowych na bazie tlenku tytanu (faza półprzewodnikowa) dekorowanego nanocząstkami zawierającymi ren i miedź (faza metaliczna), które nie było dotychczas opisywane w literaturze. Nanocząstki katalizatora zostaną umieszczone na przestrzennym rusztowaniu o wysokiej porowatości otwartej – włókninach polimerowych (materiał hybrydowy).
Czym jest wysokowydajny układ przepływowy?
Będzie to układ zawierający fotoreaktor, w którego komorze zostanie umieszczony fotokatalizator i będzie utrzymywany przepływ medium (to jedna z innowacji, którą zakładamy do osiągnięcia w projekcie) W wyniku reakcji będzie otrzymywany wodór!
Stosowane układy laboratoryjne nie mają możliwości pracy w układzie przepływowym. Na pewno bardzo mocną stroną technologii zaimplementowanej w postaci układu przepływowego planowanej do stworzenia w projekcie, jest umożliwienie wdrażającemu wyjście z produkcją wodoru z biomasy poza skalę laboratoryjną. Jest to niezaprzeczalna wartość dodana i oferowana przy osiągnięciu rezultatu projektu.
Zintegrowany prototyp układu zostanie poddany szczegółowym testom w warunkach pracy, z wykorzystaniem różnych modeli biomasy. Istotnym elementem tego innowacyjnego rozwiązania jest możliwość pracy w trybie ciągłym, skalowalność układu oraz łatwa adaptacja do istniejących linii technologicznych potencjalnych przedsiębiorstw zainteresowanych wdrożeniem proponowanej technologii do gospodarki.
Na czym polega produkcja wodoru z biomasy?
Jest to uwalnienie wodoru z cząsteczek substancji organicznych (w tym przypadku wodnych roztworów) w wyniku ich selektywnego utleniania.
Jaka jest docelowa droga projektu?
Głównym celem jest budowa układu przepływowego, który będzie spełniał oczekiwania, które sobie założyliśmy.
Rozpoczynamy od działań projektowych zgodnych z naszą intuicją. Na tym etapie korzystamy z modelowania komputerowego w skali atomowej, które ma na celu opisanie struktury elektronowej (naszych projektowanych fotokatalizatorów). Wyniki obliczeń pomogą wyłonić najlepsze warianty.
Następnie, po optymalizacji eksperymentalnej i wytworzeniu zaprojektowanych nanocząstek będziemy integrować je z przestrzennym rusztowaniem (pierwszy etap projektu). W kolejnej fazie przeprowadzimy optymalizację geometryczną komór reaktora (pod kątem kształtu, penetracji światła wewnątrz komory czy spadku ciśnienia). Połączymy naukowe, a także inżynierskie aspekty.
W ostatnim etapie, dysponując dopracowanymi rozwiązaniami, przeprowadzimy ich integrację w układzie i testy w warunkach operacyjnych.
Na co pozwoli realizacja tego projektu?
Osiągnięcie celu pozwoli na wprowadzenie do praktyki przemysłowej i gospodarczej rozwiązania komplementarnego dla dotychczasowych sposobów produkcji wodoru ze źródeł konwencjonalnych oraz rozszerzenie możliwości zagospodarowania produkowanej, posiadanej przez przedsiębiorstwa biomasy oraz miedzi i renu.
Dziękujemy za rozmowę i życzymy samych sukcesów!
Sebastian Wach
