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Experimental investigation of photo-thermal catalytic reactor for the reverse water gas shift reaction under concentrated irradiation

Brust, David und Wullenkord, Michael und García Gómez, Hermenegildo und Albero, Josep und Sattler, Christian (2024) Experimental investigation of photo-thermal catalytic reactor for the reverse water gas shift reaction under concentrated irradiation. Journal of Environmental Chemical Engineering, 12 (5), Seite 113372. Elsevier. doi: 10.1016/j.jece.2024.113372. ISSN 2213-2929.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343724015021

Kurzfassung

An upscaled photo-thermal catalytic reactor for the heterogeneously catalysed reverse Water Gas Shift (rWGS) reaction is tested under simulated concentrated irradiation. The reactor is equipped with an aperture of 144 cm2 area covered by a quartz window, where it receives irradiation flux densities of up to 80 kW/m2 corresponding to an irradiation power input of 1 kW thereby directly irradiating a RuO2 based photo-thermal catalyst that is deposited on a porous support. The system was operated under simulated concentrated sunlight for a total of 45.5 h with 35.4 h of chemical operation. A peak CO production rate of 1.6 mol/h was achieved with an average light concentration factor of 80 in the centre of the catalyst layer. This corresponds to a solar-to-chemical efficiency - defined by the ratio of the product of molar CO production rate and reaction enthalpy for the rWGS reaction and the irradiation power input - of 1.69 %. A calculation approach to determine the catalyst surface temperature under irradiation was introduced and utilised for performance analysis leading to the discussion of design modifications and operating strategies towards performance enhancement.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/208636/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Experimental investigation of photo-thermal catalytic reactor for the reverse water gas shift reaction under concentrated irradiation
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Brust, DavidDavid.Brust (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5797-2394NICHT SPEZIFIZIERT
Wullenkord, MichaelMichael.Wullenkord (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6262-384XNICHT SPEZIFIZIERT
García Gómez, Hermenegildohgarcia (at) qim.upv.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albero, Josepjoalsan6 (at) itq.upv.esNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianChristian.Sattler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4314-1124NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2024
Erschienen in:Journal of Environmental Chemical Engineering
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:12
DOI:10.1016/j.jece.2024.113372
Seitenbereich:Seite 113372
Verlag:Elsevier
ISSN:2213-2929
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Photo-thermal catalysis, Reverse water gas shift, Concentrated irradiation, Solar simulator, Modelling
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: Jülich
Institute & Einrichtungen:Institut für Future Fuels > Chemische und physikalische Grundlagen
Hinterlegt von: Wullenkord, Dr.-Ing. Michael
Hinterlegt am:19 Dez 2024 09:10
Letzte Änderung:19 Dez 2024 09:10

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