Published November 1, 2021
| Version v1
Publication
Instantaneous hydrogen production from ammonia by non-thermal arc plasma combining with catalyst
Creators
- 1. University of Science and Technology of China
- 2. Institute of Plasma Physics
- 3. Chinese Academy of Sciences
Description
Owing to the storage and transportation problems of hydrogen fuel, exploring new methods of the real-time hydrogen production from ammonia becomes attractive. In this paper, non-thermal arc plasma (NTAP) combining with NiO/Al2O3 catalyst is developed to produce hydrogen from ammonia with high efficiency and large scale. The effects of ammonia gas flow rate and discharge power on the gas temperature, electron density, the hydrogen production rate, and energy efficiency were investigated. Experimental results show that the optical emission spectrum of NTAP working with pure ammonia medium was dominated by the atom spectrum of Hα, Hβ, and molecular spectrum of NH component. Under the optimum experimental condition of plasma discharge, the highest energy efficiency of hydrogen production reached 783.4 L/kW⋅h at NH3 gas flow rate of 30 SLM. When the catalyst was added, and heated by the NTAP simultaneously, the energy efficiency further increased to 1080.0 L/kW⋅h.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
نظرًا لمشاكل تخزين ونقل وقود الهيدروجين، يصبح استكشاف طرق جديدة لإنتاج الهيدروجين في الوقت الفعلي من الأمونيا جذابًا. في هذه الورقة، تم تطوير بلازما القوس غير الحرارية (nTap) مع محفز NiO/Al2O3 لإنتاج الهيدروجين من الأمونيا بكفاءة عالية وعلى نطاق واسع. تم التحقيق في تأثيرات معدل تدفق غاز الأمونيا وقوة التفريغ على درجة حرارة الغاز وكثافة الإلكترون ومعدل إنتاج الهيدروجين وكفاءة الطاقة. تظهر النتائج التجريبية أن طيف الانبعاثات الضوئية لـ NTAP الذي يعمل مع وسط الأمونيا النقية كان يهيمن عليه الطيف الذري لـ Hα و Hβ والطيف الجزيئي لمكون NH. في ظل الحالة التجريبية المثلى لتفريغ البلازما، بلغت أعلى كفاءة في استخدام الطاقة لإنتاج الهيدروجين 783.4 لتر/كيلو واط⋅ساعة بمعدل تدفق غاز NH3 يبلغ 30 إدارة مستوى الحياة. عند إضافة المحفز، وتسخينه بواسطة nTap في وقت واحد، زادت كفاءة الطاقة إلى 1080.0 لتر/كيلو واط⋅ساعة.Translated Description (French)
En raison des problèmes de stockage et de transport de l'hydrogène, l'exploration de nouvelles méthodes de production d'hydrogène en temps réel à partir d'ammoniac devient attrayante. Dans cet article, le plasma d'arc non thermique (NTAP) combiné avec un catalyseur NiO/Al2O3 est développé pour produire de l'hydrogène à partir d'ammoniac avec une grande efficacité et à grande échelle. Les effets du débit de gaz ammoniac et de la puissance de décharge sur la température du gaz, la densité électronique, le taux de production d'hydrogène et l'efficacité énergétique ont été étudiés. Les résultats expérimentaux montrent que le spectre d'émission optique DE nTap travaillant avec un milieu d'ammoniac pur était dominé par le spectre atomique de Hα, Hβ et le spectre moléculaire du composant NH. Dans les conditions expérimentales optimales de décharge de plasma, l'efficacité énergétique la plus élevée de la production d'hydrogène a atteint 783,4 L/kW⋅h à un débit de gaz NH3 de 30 SLM. Lorsque le catalyseur a été ajouté et chauffé par le NTAP simultanément, l'efficacité énergétique a encore augmenté à 1080,0 L/kW⋅h.Translated Description (Spanish)
Debido a los problemas de almacenamiento y transporte del combustible de hidrógeno, la exploración de nuevos métodos de producción de hidrógeno en tiempo real a partir de amoníaco se vuelve atractiva. En este documento, se desarrolla plasma de arco no TÉRMICO (nTap) combinado con catalizador de NiO/Al2O3 para producir hidrógeno a partir de amoníaco con alta eficiencia y a gran escala. Se investigaron los efectos del caudal de gas amoníaco y la potencia de descarga sobre la temperatura del gas, la densidad electrónica, la tasa de producción de hidrógeno y la eficiencia energética. Los resultados experimentales muestran que el espectro de emisión óptica DE nTap trabajando con medio de amoníaco puro estaba dominado por el espectro atómico de Hα, Hβ y el espectro molecular del componente NH. En las condiciones experimentales óptimas de descarga de plasma, la mayor eficiencia energética de la producción de hidrógeno alcanzó 783,4 L/kW⋅h a un caudal de gas NH3 de 30 SLM. Cuando se añadió el catalizador y se calentó con el NTAP simultáneamente, la eficiencia energética aumentó aún más a 1080.0 L/kW⋅h.Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- إنتاج الهيدروجين اللحظي من الأمونيا بواسطة بلازما القوس غير الحرارية مع المحفز
- Translated title (French)
- Production instantanée d'hydrogène à partir d'ammoniac par plasma à arc non thermique combiné à un catalyseur
- Translated title (Spanish)
- Producción instantánea de hidrógeno a partir de amoníaco mediante plasma de arco no térmico combinado con catalizador
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3180729133
- DOI
- 10.1016/j.egyr.2021.06.087
References
- https://openalex.org/W1500052347
- https://openalex.org/W1560368179
- https://openalex.org/W1981387873
- https://openalex.org/W1982496352
- https://openalex.org/W1993937997
- https://openalex.org/W1994959396
- https://openalex.org/W1997894832
- https://openalex.org/W1998677660
- https://openalex.org/W2015240544
- https://openalex.org/W2018651936
- https://openalex.org/W2024753124
- https://openalex.org/W2026341831
- https://openalex.org/W2029616023
- https://openalex.org/W2030918470
- https://openalex.org/W2031797074
- https://openalex.org/W2044736474
- https://openalex.org/W2051689565
- https://openalex.org/W2058309654
- https://openalex.org/W2062741933
- https://openalex.org/W2076575804
- https://openalex.org/W2077855519
- https://openalex.org/W2146584581
- https://openalex.org/W2523591818
- https://openalex.org/W2553739383
- https://openalex.org/W2585228673
- https://openalex.org/W2729879202
- https://openalex.org/W2772113916
- https://openalex.org/W2791418092
- https://openalex.org/W2811155234
- https://openalex.org/W2885683601
- https://openalex.org/W2904398013
- https://openalex.org/W2910963025
- https://openalex.org/W2912911232
- https://openalex.org/W2950501093
- https://openalex.org/W2951112799
- https://openalex.org/W2989631749
- https://openalex.org/W2999458928
- https://openalex.org/W3022441078
- https://openalex.org/W3085441628
- https://openalex.org/W3115197487