Процесс азотной кислоты

Ньювелл Кук разработал процесс переработки азотных окисей и кислоты, разлагая воду для производства водорода. Окись азота обладает низкой температурой кипения, низким потенциалом ионизации и высокой тепловой стабильностью. Множество кислот может использоваться вместо фосфорной кислоты.

Фосфорная кислота разлагается, выпуская водород и образуя фосфат азота. При добавлении воды получается кислота и половина азотной окиси. Выделяется теплота, N0₂ нагревается, образуя N0, который используется повторно.

Окись азота распадается на положительный ион (NO⁺) и свободный электрон (е"). Этот процесс распада более эффективен, чем электролиз. Требуемая энергия — 58,2 Вт при 20 °C (68°F) и 1 атм. В данном процессе выделяется небольшое количество водорода, но его проще осуществить, чем другие химические циклы.

Цикл «медь — хлор».

Возникший во время энергетического кризиса 1970;х гг. и иссякший вместе с ним интерес к термохимическим процессам возродился в последнее время, когда цены на органические топлива достигли рекордных отметок. Министерство энергетики США (DoE) вновь рассматривает некоторые из наиболее многообещающих ранних концепций, а также новые концепции, основанные на техническом прогрессе за прошлые 30 лет. Программа исследований DoE обращается к альтернативным термохимическим процессам, имеющим потенциал для достижения высоких показателей (высокая эффективность, низкие требования по температуре или уменьшенные сложность и коррозионная активность).

Альтернативные термохимические циклы могут работать при более низких температурах (около 550 °С), чем высокотемпературные циклы серы, требующие тепловой энергии с температурой свыше 825 °C. Циклы, работающие при более низких температурах, имеют два преимущества: меньшие требования к материалам и большая гибкость в отношении источников тепловой энергии. Для соединения с низкотемпературными циклами пригодны следующие реакторы: сверхкритические водные реакторы типа Candu-Mark 2; усовершенствованный быстрый реактор с натриевым теплоносителем; высокотемпературный газовый реактор (HTGR), причем последний можно использовать для производства электричества с высоким КПД.

Argonne National Laboratory исследует потенциал низкотемпературного цикла Си-С1, состоящего из четырех главных реакций:

Водород производится при 425 °C, а кислород — при 530 °C. Это самые высокие температуры в цикле. Кроме того, эти реакции включают генерацию либо газа и твердого вещества, либо жидкости. Их можно довести до завершения простым выпуском газа, минимизируя таким образом потоки переработки. Ввиду отсутствия конкурирующих реакций они идеально подходят для циклического процесса. Сейчас изучают промежуточные реакции, которые порождают большие проблемы. Привлекает комбинация относительно недорогих химикалий и высокой чистой эффективности — 49% (HHV). Хотя эта эффективность несколько ниже, чем в циклах серы, многообещающая химия заставляет признать, что цикл Си-С1 имеет реальный потенциал. DoE спонсирует работу по оценке других, недостаточно изученных циклов, чтобы гарантировать себя от пропуска потенциально важных вариантов.