Forskare har hittat en ny kemisk process för att bli en illaluktande, giftig gas till ett rent brinnande bränsle.

Processen, detaljerad nyligen i tidskriften American Chemical Society ACS Sustainable Chemical Engineering , förvandlar svavelväte - mer allmänt kallad "avloppsgas" - till vätebränsle. Svavelväte släpps ut från gödselhögar och avloppsrör och är en viktig biprodukt av industriell verksamhet inklusive raffinering av olja och gas, produktion av papper och gruvdrift.

Processen som beskrivs i denna studie använder relativt lite energi och ett relativt billigt material - den kemiska järnsulfiden med en spårmängd molybden som tillsats.

Förutom att lukta som ruttna ägg, vätesulfid är mycket giftigt, korroderar rör och skadar hälsan för människor som möter det.

"Svavelväte är en av de mest skadliga gaserna inom industrin och för miljön, sa Lang Qin, en medförfattare till studien och en forskarassistent inom kemisk och biomolekylär ingenjörskonst vid Ohio State University. "Och eftersom gasen är så skadlig, ett antal forskare vill förvandla svavelväte till något som inte är så skadligt, helst värdefulla."

Studien bygger på tidigare arbete av samma forskargrupp med en process som kallas kemisk looping, vilket innebär att man tillsätter metalloxidpartiklar i högtrycksreaktorer för att bränna bränslen utan direkt kontakt mellan luft och bränsle. Teamet använde först kemisk looping på kol och skiffergas för att omvandla fossila bränslen till elektricitet utan att släppa ut koldioxid i atmosfären. Den första processen använde järnoxid för att bryta ner de fossila bränslena.

Forskarna tillämpade senare konceptet på vätesulfid och uppfann SULGEN-processen, som omvandlar svavelväte till väte. Forskarna fann att den rena kemikalien, järnsulfid, fungerade inte bra i de stora skalorna som behövs för industriell användning, sa Qin. Forskargruppen har försökt identifiera andra billiga kemikalier som kan katalysera denna omvandling i större mängder. Denna studie visar att införande av en spårmängd molybden i järnsulfid kan vara ett attraktivt alternativ.

Det materialet är relativt billigt och lätt att skaffa, vilket gör det till ett attraktivt alternativ för större verksamheter.

Att omvandla denna giftiga gas till vätebränsle skapar en alternativ olja och gas, som är stora bidragsgivare till klimatförändringarna, sa forskarna.

"Det är för tidigt att säga om vår forskning kan ersätta någon av de teknologier för produktion av vätebränsle som finns där ute, "sa Kalyani Jangam, huvudförfattare till studien och en doktorand i Ohio State's Clean Energy Research Laboratory. "Men det vi gör är att justera den här nedbrytningsprocessen och göra en värdefull produkt av det."

För denna senaste studie, forskarna fann att molybden förbättrar nedbrytningen av svavelväte, dela det i två delar - vätebränsle och svavel.

Detta arbete är tidigt i den vetenskapliga processen – forskarna visade att processen fungerade i labbet; tester på industriell nivå är på gång.

"Den stora bilden är att vi vill lösa problemet med skadlig gas, och vi trodde att vår kemiska looping -process skulle tillåta det, " sa Qin. "Och här, vi har hittat ett sätt att göra det i labbet som skapar detta värdeskapande vätebränsle."

Seniorförfattaren på denna tidning är Liang-Shih Fan, professor i kemisk och biomolekylär teknik vid Ohio State. Yu-Yen Chen, en tidigare doktorand i Fans laboratorium, också bidragit.