俄亥俄大学的一名工程师获得100万美元用于开发一种新的实验室规模的工艺，同时将两种能源工业中最有问题的物质 - 二氧化碳和乙烷 - 转化为化学和能源部门的高价值产品。在美国能源部(DOE)的80万美元支持和俄亥俄州工程技术学院的俄罗斯工程技术学院20万美元的支持下，机械工程教授Jason Trembly旨在将湿页岩气中的乙烷转化为液体化学品/燃料。首先将它们转化为乙烯，将工业排放物中的二氧化碳转化为一氧化碳。
OHIO基金将支持从事该项目的研究生。Trembly表示，美国能源部提供的为期三年的合作协议是来自知名研究型大学和公司的竞争激烈的提案之一。
“获得这笔资助后，俄亥俄大学将在一个非常具有竞争力和创新的化学过程强化领域建立起来，”Trembly说，他也是Russ工程技术学院可持续能源与环境研究所所长。
在过程强化中，化学工程原理被用于开发更小，更清洁，更安全和更节能的技术。目前，天然气中含有的乙烷和其他物质必须首先分离，然后才能销售主要天然气成分 - 甲烷。根据Trembly的说法，这种分离过程需要大量的能量，并且占乙烷产品成本的很大一部分。
更重要的是，由于页岩气开采的副产品产生了如此多的乙烷，该行业正在经历过剩。乙烷裂解装置等能源密集型的转换设施在富含乙烷的地区不可用 - 这些地区的经济发展机会巨大。同时，温室气体二氧化碳很容易从工业烟气排放中获得。
Trembly的项目通过基于固体氧化物电解池(SOEC)设计的模块化电化学工艺解决了两个主要能源部门所面临的挑战。在SOEC工艺中，二氧化碳通过电解还原成一氧化碳，并且所得的氧离子通过膜传输，在那里它们选择性地将乙烷氧化成乙烯。开发既节能又有选择性的电催化材料是该项目的重点。
在全面范围内，系统的设备大小与半挂车大小相当，允许分布式模块化单元根据生产水平满足现场各井的需求。与大型加工设施相比，这些较小的单元也将具有低得多的初始投资，例如中流分离和裂解装置。
据报道，该工艺不仅可以为工业和环境节约能源，而且还可以保持阿巴拉契亚地区的乙烷转化过程，而不是墨西哥湾，那里的饼干工厂更为普遍。
“如果成功，我们将降低与天然气分离相关的能源强度，”Trembly解释说。“这也将使该地区恢复目前正在丧失的供应链价值。”