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Abstract
The proof of concept for the production of pure pressurized hydrogen from hydrocarbons in combination with the sequestration of a pure stream of carbon dioxide with the reformer steam iron cycle is presented. The iron oxide based oxygen carrier (95% Fe 2 O 3 , 5% Al 2 O 3 ) is reduced with syngas and oxidized with steam at 1023 K. The carbon dioxide separation is achieved via partial reduction of the oxygen carrier from Fe 2 O 3 to Fe 3 O 4 yielding thermodynamically to a product gas only containing CO 2 and H 2 O. By the subsequent condensation of steam, pure CO 2 is sequestrated. After each steam oxidation phase, an air oxidation was applied to restore the oxygen carrier to hematite level. Product gas pressures of up to 30.1 bar and hydrogen purities exceeding 99% were achieved via steam oxidations. The main impurities in the product gas are carbon monoxide and carbon dioxide, which originate from solid carbon depositions or from stored carbonaceous molecules inside the pores of the contact mass. The oxygen carrier samples were characterized using elemental analysis, BET surface area measurement, XRD powder diffraction, SEM and light microscopy. The maximum pressure of 95 bar was demonstrated for hydrogen production in the steam oxidation phase after the full oxygen carrier reduction, significantly reducing the energy demand for compressors in mobility applications.
Originalsprache | englisch |
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Seiten (von - bis) | 7943-7957 |
Seitenumfang | 15 |
Fachzeitschrift | International Journal of Hydrogen Energy |
Jahrgang | 44 |
Ausgabenummer | 16 |
DOIs | |
Publikationsstatus | Veröffentlicht - 29 März 2019 |
ASJC Scopus subject areas
- Physik der kondensierten Materie
- Energieanlagenbau und Kraftwerkstechnik
- Feuerungstechnik
- Erneuerbare Energien, Nachhaltigkeit und Umwelt
Fields of Expertise
- Mobility & Production
Fingerprint
Untersuchen Sie die Forschungsthemen von „High-pressure hydrogen production with inherent sequestration of a pure carbon dioxide stream via fixed bed chemical looping“. Zusammen bilden sie einen einzigartigen Fingerprint.Projekte
- 1 Abgeschlossen
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HyStORM - Wasserstoffspeicherung durch Oxidation und Reduktion von Metallen
Hacker, V., Malli, K., Zacharias, R. & Bock, S.
1/03/16 → 31/12/19
Projekt: Forschungsprojekt
Auszeichnungen
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Houskapreis 2017: Gewinner Anerkennungspreis für TU Graz/OSOD
Hacker, Viktor (Empfänger/-in), Voitic, Gernot (Empfänger/-in), Nestl, Stephan (Empfänger/-in), Bock, Sebastian (Empfänger/-in) & Zacharias, Robert (Empfänger/-in), 4 Mai 2017
Auszeichnung: Preise / Medaillen / Ehrungen
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Houskapreis 2017: Gewinner Publikumspreis für TU Graz/OSOD
Hacker, Viktor (Empfänger/-in), Voitic, Gernot (Empfänger/-in), Nestl, Stephan (Empfänger/-in), Bock, Sebastian (Empfänger/-in) & Zacharias, Robert (Empfänger/-in), 4 Mai 2017
Auszeichnung: Preise / Medaillen / Ehrungen
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Staatspreis Mobilität 2017 - Forschen. Entwickeln. Neue Wege weisen.
Hacker, Viktor (Empfänger/-in), Bock, Sebastian (Empfänger/-in), Zacharias, Robert (Empfänger/-in) & Voitic, Gernot (Empfänger/-in), 27 Nov. 2017
Auszeichnung: Preise / Medaillen / Ehrungen
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