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Utilization of fuel synthesis by-products as reducing agents in solar thermochemical syngas production

Holzemer-Zerhusen, Philipp und Rosenstiel, Andreas und Brendelberger, Stefan und Roeb, Martin und Sattler, Christian (2024) Utilization of fuel synthesis by-products as reducing agents in solar thermochemical syngas production. International Journal of Hydrogen Energy, 91, Seiten 1080-1092. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2024.10.089. ISSN 0360-3199.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
4MB

Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360319924042800?dgcid=coauthor

Kurzfassung

Solar thermochemical redox cycles followed by a synthesis process are a potentially carbon-neutral way to produce versatile carbonaceous products. The required high temperature of the redox cycle, however is correlated to high heat losses and limits the process efficiency. Use of natural gas as a reductant can lower the temperature, but this approach depends on a fossil carbon source and is not carbon neutral. We propose a novel concept in which short chained hydrocarbons, which are a by-product of the synthesis process are recycled and used as a reductant in the solar redox cycle. In the present study we investigate the use of C1–C4 alkanes, which are by-products of high or low temperature Fischer-Tropsch synthesis as reductants in a ceria-based redox cycle. Thermodynamic simulation results imply that both higher degrees of reduction and lower reduction temperatures are feasible and that the energy demand for the reduction step can be decreased by 61% or 24% for high or low temperature Fischer-Tropsch synthesis, respectively.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207575/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Utilization of fuel synthesis by-products as reducing agents in solar thermochemical syngas production
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Holzemer-Zerhusen, PhilippPhilipp.Holzemer-Zerhusen (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7422-3803NICHT SPEZIFIZIERT
Rosenstiel, AndreasAndreas.Rosenstiel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3115-8188NICHT SPEZIFIZIERT
Brendelberger, StefanStefan.Brendelberger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2672-6657NICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinMartin.roeb (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9813-5135NICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:91
DOI:10.1016/j.ijhydene.2024.10.089
Seitenbereich:Seiten 1080-1092
Verlag:Elsevier
ISSN:0360-3199
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Ceria, Redox reforming, Solar fuels, Solar syngas, Green hydrogen, Green hydrocarbons, Fischer-tropsch synthesis
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Chemische Energieträger
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Brennstoffe
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Future Fuels
Hinterlegt von: Roeb, Dr.rer.nat. Martin
Hinterlegt am:12 Nov 2024 14:05
Letzte Änderung:22 Nov 2024 10:24

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