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Hydrogen production via sulfur-based thermochemical cycles: Part 2: Performance evaluation of Fe2O3-based catalysts for the sulfuric acid decomposition step

Giaconia, A. und Sau, S. und Felici, C. und Tarquini, P. und Karagiannakis, , G. und Pagkoura, C. und Agrafiotis, C. und Konstandopoulos, A.G. und Thomey, D. und de Oliveira, L. und Roeb, M. und Sattler, C. (2011) Hydrogen production via sulfur-based thermochemical cycles: Part 2: Performance evaluation of Fe2O3-based catalysts for the sulfuric acid decomposition step. International Journal of Hydrogen Energy, 36 (11), Seiten 6496-6509.

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Kurzfassung

The sulfuric acid dissociation reaction, via which the production of SO2 and O2 is achieved, is the most energy intensive step of the so-called sulfur-based thermochemical cycles for the production of hydrogen. Efforts are focused on the feasibility and effectiveness of performing this reaction with the aid of a high temperature energy/heat source like the sun. Such coupling can be achieved either directly in a solar reactor by concentrated solar radiation, or indirectly by means of a heat exchanger/decomposer reactor using a suitable heat transfer fluid. Since a very limited amount of work regarding the potential formulations and sizing of such suitable reactors has been performed so far, the present work addresses further steps necessary for the efficient design, manufacture and operation of such reactors for sulfuric acid decomposition. In this respect, parametric studies on the SO3 decomposition with iron (III) oxide based catalysts were performed investigating the effect of temperature, pressure and space velocity on SO3 conversion. Based on these results, an empirical kinetic law suitable for the reactor design was developed. In parallel, structured laboratory-scale reactors employing siliconised silicon carbide honeycombs coated with iron (III) oxide were prepared and testes in structured laboratory-scale reactors employing to test evaluate their durability (i.e. activity vs. time) during SO3 decomposition, demonstrating with the result of satisfactory and stable performance for up to 100 hours of operation. The results in combination with characterization results of “aged” materials can provide valuable input for the design of prototype reactors for sulfuric acid decomposition.

Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Hydrogen production via sulfur-based thermochemical cycles: Part 2: Performance evaluation of Fe2O3-based catalysts for the sulfuric acid decomposition step
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Giaconia, A.NICHT SPEZIFIZIERT
Sau, S.NICHT SPEZIFIZIERT
Felici, C.NICHT SPEZIFIZIERT
Tarquini, P.NICHT SPEZIFIZIERT
Karagiannakis, , G.NICHT SPEZIFIZIERT
Pagkoura, C.NICHT SPEZIFIZIERT
Agrafiotis, C.NICHT SPEZIFIZIERT
Konstandopoulos, A.G.NICHT SPEZIFIZIERT
Thomey, D.NICHT SPEZIFIZIERT
de Oliveira, L.NICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, M.NICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, C.NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2011
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
In Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:36
Seitenbereich:Seiten 6496-6509
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hydrogen production, thermochemical cycles, sulfuric acid decomposition, iron oxide catalysts
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:E SF - Solarforschung (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SF - Solarforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Verfahrenstechnik (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung
Hinterlegt von: Dr.rer.nat. Martin Roeb
Hinterlegt am:12 Dez 2011 09:49
Letzte Änderung:26 Mär 2013 13:34

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