PFI-RP: Carbon Dioxide (CO2)-free Hydrogen and High Value Carbon from the Conversion of Natural Gas
PFI-RP:天然气转化产生的不含二氧化碳 (CO2) 的氢气和高价值碳
基本信息
- 批准号:2016478
- 负责人:
- 金额:$ 54.91万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-08-15 至 2024-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Partnerships for Innovation can lead to industrial investments, economic development and skilled workforce development in Appalachia. The exploration and use of shale gas will enable the environmentally-beneficial, distributed production of hydrogen and solid carbon products. The technology will allow first-generation college students studying engineering to be trained and retained locally to grow the manufacturing industry. Success will mean that West Virginia State University has the high technology workforce needed to support 21st Century natural gas conversion to value-added products. The technology will enable distributed production, helping to manufacture finished products locally rather than selling the raw feedstock, shale gas. At the national level, several industrial sectors will benefit from the technology, including hydrogen vehicles, carbon composites, electronics, and carbon fibers. From an environmental standpoint, the broader impact of this NSF PFI project may help mitigate the effects of carbon dioxide (CO2) emissions at mining wellheads in the region where transportation of shale gas is challenged. The project will promote undergraduate and graduate research and train of future leaders in innovation and entrepreneurship. The proposed project is based on the discovery and fundamental research for conversion of natural gas into hydrogen and solid carbon products without carbon dioxide emissions. The intellectual merit of this PFI project lies in the microwave irradiation of a catalyst used to directly convert natural gas to hydrogen and crystalline carbon structures such as carbon nanotubes (CNTs) or carbon nanofibers. Existing technologies converting natural gas to hydrogen gas releases CO2. This project aims to solve environmental challenges by demonstrating the feasibility of synergistically integrating microwave reaction chemistry and catalytic methane decomposition reactions. The value proposition for CO2-free hydrogen production lies in decarbonizing multiple large industries such as ammonia production, fuel cell vehicles, and power generation. The goal of the project is to scale up the technology from a laboratory 180W microwave reactor to a large scale 2kW microwave reactor.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
这种创新伙伴关系的更广泛影响/商业潜力可以导致阿巴拉契亚地区的工业投资、经济发展和熟练劳动力发展。页岩气的勘探和利用将使氢气和固体碳产品的分布式生产对环境有利。该技术将使学习工程专业的第一代大学生在当地接受培训并保留下来,以发展制造业。成功将意味着西弗吉尼亚州立大学拥有支持21世纪天然气转化为增值产品所需的高科技劳动力。该技术将实现分布式生产,有助于在当地生产成品,而不是销售原料页岩气。在国家层面,包括氢燃料汽车、碳复合材料、电子和碳纤维在内的几个工业部门将受益于这项技术。从环境的角度来看,NSF PFI项目的广泛影响可能有助于减轻页岩气运输面临挑战的地区采矿井口二氧化碳(CO2)排放的影响。该项目将促进本科生和研究生的研究,培养未来的创新和创业领袖。拟议项目的基础是发现和基础研究将天然气转化为氢和固体碳产品,而不排放二氧化碳。这个PFI项目的智力优势在于微波辐射的催化剂直接将天然气转化为氢和晶体碳结构,如碳纳米管(CNTs)或碳纳米纤维。现有的将天然气转化为氢气的技术会释放二氧化碳。该项目旨在通过展示微波反应化学与催化甲烷分解反应协同整合的可行性,解决环境挑战。无二氧化碳制氢的价值主张在于使多个大型行业脱碳,如氨生产、燃料电池汽车和发电。该项目的目标是将该技术从实验室180W微波反应堆扩展到大型2kW微波反应堆。该奖项反映了美国国家科学基金会的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
项目成果
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