CARBON DIOXIDE REFORMING OF METHANE IN ATMOSPHERIC PRESSURE GLOW DISCHARGE AT 50 HZ

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

A chromatographic study of atmospheric pressure glow discharge products in a mixture of CO2 and CH4 has been carried out. The discharge has been ignited using a source at a frequency of 50 Hz and a discharge voltage of up to 10 kV. The main gas products at the discharge output are H2 (∼55%) and CO (∼40%). It is shown that the discharge properties are determined by the ratio of CO2 and CH4 consumption at the reactor input. Soot particles are formed in the discharge in addition to gas products at the same CO2 and CH4 consumption at the reactor input. The soot formation is suppressed and water vapor appears in the discharge when in the CO2 content in the mixture increases. The discharge current and voltage oscillograms have been analyzed and the energy required to obtain hydrogen and spent on decomposition of CO2 have been estimated.

About the authors

T. S. Batukaev

A.V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Moscow, Russia

Yu. A. Lebedev

A.V. Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis, Russian Academy of Sciences

Email: lebedev@ips.ac.ru
Moscow, Russia

References

  1. Snoeckx R., Bogaerts A. // Chemical Society Rev. 2017. V. 46. P. 5805. https://doi.org/10.1039/C6CS00066E
  2. Adwek G., Boxiong S., Michael C., Yaolin W., Dongrui K., Chunfei W., Xin T. // Renewable Sustainable Energy Rev. 2021. V. 135. P. 109702. https://doi.org/10.1016/j.rser.2020.109702
  3. Trenchev G., Nikiforov A., Wang W., Kolev St., Bogaerts A. // Chemical Engineering J. 2019. V. 362. P. 830. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.01.091
  4. Bongers W., Bouwmeester H., Wolf B., Peeters F., Welzel S., Bekerom D., Harder N., Goede A., Graswinckel M., Groen P.W., Kopecki J., Leins M., Rooij G., Schulz A., Walker M., Sanden R. // Plasma Process Polym. 2017. V. 14. P. e1600126. https://doi.org/10.1002/ppap.201600126
  5. Chang-jun L., Gen-hui X., Timing W. // Fuel Processing Technology. 1999. V. 58. P. 119. https://doi.org/10.1016/S0378-3820(98)00091-5
  6. Pacheco J., Soria G., Pacheco M., Valdivia R., Ramos F., Fr´as H., Duran M., Hidalgo M. // Int. J. Hydrogen Energy. 2015. V. 40. P. 17165. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2015.08.062
  7. Ikeda A., Hunge Y.M., Teshima K., Uetsuka H., Terashima C. // Energy Fuels. 2024. V. 38. P. 11918. https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.4c01214
  8. Batukaev T.S., Bilera I.V., Krashevskaya G.V., Lebedev Yu.A., Nazarov N.A. // Plasma. 2023. V. 6. P. 115. https://doi.org/10.3390/plasma6010010
  9. Deminsky M., Jivotov V., Potapkin B., Rusanov V. // Pure Appl. Chem. 2002. V. 74. 3. P. 413.
  10. Бабарицкий А.И., Баранов Е.И., Дёмкин С.А., Животов В.К., Потапкин Б.И., Русанов В.Д., Рязанцев Е.И., Этиван К. // Химия Высоких Энергий. 1999. T. 33. C. 458.
  11. Животов В.К., Потапкин Б.В., Русанов В.Д. Энциклопедия низкотемпературной плазмы. Тематический том VIII-1 .Химия низкотемпературной плазмы. / Ред. Ю.А. Лебедев, Н.А. Платэ, В.Е. Фортов. М., Янус-К, 2005. С. 4.
  12. Amin M.H. // Prog. Petrochem. Sci. 2018. V. 2. P. 161. https://doi.org/10.31031/PPS.2018.02.000532
  13. Usman M., Daud W.M.A.W., Abbas H.F. // Renewable Sustainable Energy Rev. 2015. V. 45. P. 710. https://doi.org/10.1016/j.rser.2015.02.026
  14. Abiev R.Sh., Sladkovskiy D.A., Semikin K.V., Murzin D.Yu., Rebrov E.V. // Catalysts. 2020. V. 10. P. 1358. https://doi.org/10.3390/catal10111358
  15. Vasconcelos B.R., Lavoie J.M. // Int. J. Energy Prod. Management. 2018. V. 3. P. 44. https://doi.org/10.2495/EQ-V3-N1-44-56
  16. Курина Л.Н., Аркатова Л.А., Харламова Т.С., Галактионова Л.В., Найбороденко Ю.С., Касацкий Н.Г., Голобоков Н.Н. // Успехи современного естествознания. 2006.№4. С. 55.
  17. Hussien A.G.S., Polychronopoulou K. // Nanomaterials. 2022. V. 12. P. 3400. https://doi.org/10.3390/nano12193400
  18. Muraza O., Galadima A. // Int. J. Energy Res. 2015. V. 39. P. 1196. https://doi.org/10.1002/er.3295
  19. Энгель А. Ионизованные газы. М.: Из-во физикоматематической л-ры, 1959. 224 с.
  20. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987. 361 с.
  21. Moisan M., Pelletier J. Physics of Collisional Plasmas. Introduction to High-Frequency Discharges. Dordrecht: Springer Science + Business Media, 2012.
  22. Yang Y. // Industrial Engineering Chemistry Res. 2002. V. 41. P. 5918. https://doi.org/10.1021/ie0202322
  23. Jiang T., Li M., Li Y., Xu G., Liu C., Eliasson B. // J. Tianjin University. 2002. V. 35. P. 19.
  24. Ghorbanzadeh A., Lotfalipour R., Rezaei S. // Int. J. Hydrogen Energy. 2009. V. 34. P. 293. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2008.10.056
  25. Long H., Shang S., Tao X., Yin Y., Dai X. // Int. J. Hydrogen Energy. 2008. V. 33. P. 5510. https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2008.05.026
  26. Indarto A., Choi J.-W., Lee H., Song H.K. // Energy. 2006. V. 31. P. 2986. https://doi.org/10.1016/j.energy.2005.10.034
  27. Lan T., Ran Y., Long H., Wang Y., Yin Y. // Nat. Gas Ind. 2007. V. 27. P. 129.
  28. Goujard V., Tatibouet J.M., Batiot-Dupeyrat C. // Plasma Chem. Plasma P. 2011. V. 31. P. 315. https://doi.org/10.1007/s11090-010-9283-y
  29. Ravari F., Fazeli S.M., Bozorgzadeh H.R., Sadeghzadeh Ahari J. // Physical Chemistry Res. 2017. V. 5. P. 395.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».