SBIR Phase I: Methane Pyrolysis for High Quality Carbon Black and Low-carbon Hydrogen Production
SBIR第一期:甲烷热解生产高品质炭黑和低碳氢气
基本信息
- 批准号:2151707
- 负责人:
- 金额:$ 25.6万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2023
- 资助国家:美国
- 起止时间:2023-04-01 至 2024-03-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
The broader impact/commercial potential of this Small Business Innovation Research (SBIR) Phase I project is to provide low-cost hydrogen (H2) with a very low or even negative carbon dioxide (CO2) footprint at a commercial production cost reaching $1.50 per kg of H2 alongside a valuable solid carbon by-product, representing a technology advance for the American public and economy. The United States produces 10 million metric tons of hydrogen per year - 95% of it via steam methane reforming (SMR). SMR emits 100 million tons of CO2 in the process. This represents a $10 billion market in the US alone and an important opportunity to reduce CO2 emissions. Methane pyrolysis promises green hydrogen with 5 times less energy than water electrolysis at costs competitive with steam methane reforming by producing solid carbon instead of gaseous carbon dioxide. The solid carbon, if produced correctly, can be used in tires, batteries, and concrete. The research in this project could increase the value of the solid carbon by-product produced alongside clean hydrogen in methane pyrolysis. If successful, this technology could lead to expanded domestic production capabilities with net-zero emissions from sectors such as fertilizer, transportation (batteries, fuel cells, synthetic fuels, and tires), and heavy industry (steel and cement).This SBIR Phase I project proposes to develop a novel method to tune the production of high-quality solid carbon using methane pyrolysis. Carbon black forms in pyrolysis reactors both homogeneously in the gas phase and heterogeneously on catalysts, reactor walls, and on seed particles entrained in the gas. By tuning temperature, residence time, flow profile, and seed materials, this project will result in an improved understanding of carbon precipitation and formation in methane pyrolysis reactors. This improved understanding and the development of a reactor thermochemical model will ultimately lead to better control of a process to produce high quality solid carbon that can be used in tires, batteries, and concrete.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该小企业创新研究 (SBIR) 第一阶段项目的更广泛影响/商业潜力是提供低成本氢气 (H2),其二氧化碳 (CO2) 足迹非常低甚至为负,商业生产成本达到每公斤 1.50 美元氢气以及有价值的固体碳副产品,代表了美国公共和经济的技术进步。美国每年生产 1000 万吨氢气,其中 95% 通过蒸汽甲烷重整 (SMR) 生产。 SMR在此过程中排放了1亿吨二氧化碳。这代表着仅在美国就有 100 亿美元的市场,也是减少二氧化碳排放的重要机会。甲烷热解通过产生固体碳而不是气态二氧化碳,有望实现绿色氢,其能源比水电解少 5 倍,其成本与蒸汽甲烷重整相比具有竞争力。如果生产正确,固体碳可用于轮胎、电池和混凝土。该项目的研究可以提高甲烷热解过程中与清洁氢气一起产生的固体碳副产品的价值。如果成功,这项技术可能会扩大国内生产能力,实现化肥、运输(电池、燃料电池、合成燃料和轮胎)和重工业(钢铁和水泥)等行业的净零排放。SBIR 第一阶段该项目建议开发一种新方法来调整利用甲烷热解生产高质量固体碳。炭黑在热解反应器中既均匀地在气相中形成,又不均匀地形成在催化剂、反应器壁和气体中夹带的晶种颗粒上。通过调整温度、停留时间、流动剖面和种子材料,该项目将加深对甲烷热解反应器中碳沉淀和形成的了解。这种对反应器热化学模型的深入理解和开发最终将导致更好地控制生产可用于轮胎、电池和混凝土的高质量固体碳的过程。该奖项反映了 NSF 的法定使命,并被认为是值得的通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估来提供支持。
项目成果
期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}
{{ item.title }}
- 作者:
{{ item.author }}
数据更新时间:{{ patent.updateTime }}
Benjamin Rush其他文献
The Effects of High Element the Pamper Pole Jump on Anxiety State and Oral Immunity
高元素 Pamper 极跳对焦虑状态和口腔免疫的影响
- DOI:
- 发表时间:
2010 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Tzai;W. Chan;Benjamin Rush - 通讯作者:
Benjamin Rush
An account of the bilious remitting fever: As it appeared in philadelphia, in the summer and autumn of the year 1780
对胆汁缓解热的描述:1780 年夏秋两季在费城出现的情况
- DOI:
10.1016/0002-9343(51)90035-6 - 发表时间:
1951-11-01 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Benjamin Rush - 通讯作者:
Benjamin Rush
Sexual Health and Language Dominance Among Hispanic/Latino Women and Men: Analysis of a Nationally Representative Sample
西班牙裔/拉丁裔女性和男性的性健康和语言优势:对全国代表性样本的分析
- DOI:
- 发表时间:
2017 - 期刊:
- 影响因子:1.9
- 作者:
Lucia Guerra;Benjamin Rush;D. Herbenick;B. Dodge;M. Reece;V. Schick;S. Sanders;J. Fortenberry - 通讯作者:
J. Fortenberry
Medical Inquiries And Observations, Upon The Diseases Of The Mind
关于精神疾病的医学询问和观察
- DOI:
10.1037/11843-000 - 发表时间:
2007 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Benjamin Rush - 通讯作者:
Benjamin Rush
Benjamin Rush的其他文献
{{
item.title }}
{{ item.translation_title }}
- DOI:
{{ item.doi }} - 发表时间:
{{ item.publish_year }} - 期刊:
- 影响因子:{{ item.factor }}
- 作者:
{{ item.authors }} - 通讯作者:
{{ item.author }}
{{ truncateString('Benjamin Rush', 18)}}的其他基金
SBIR Phase I: Supercritical Carbon Dioxide Assisted Purification of Electrolytically Synthesized Graphite
SBIR 第一阶段:超临界二氧化碳辅助净化电解合成石墨
- 批准号:
1647601 - 财政年份:2016
- 资助金额:
$ 25.6万 - 项目类别:
Standard Grant
相似国自然基金
热带河口特有鱼类尖鳍鲤早期生活史不同阶段的栖息地利用变化及驱动机制
- 批准号:32360917
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
基于现代监测的湘西惹迷洞MIS2阶段石笋碳同位素和微量元素记录重建研究
- 批准号:42371164
- 批准年份:2023
- 资助金额:51 万元
- 项目类别:面上项目
高层钢结构建模-优化-深化的跨阶段智能设计方法
- 批准号:52308142
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
马尾松和粘盖乳牛肝菌预共生阶段互作机制研究
- 批准号:32360372
- 批准年份:2023
- 资助金额:32 万元
- 项目类别:地区科学基金项目
低碳环境下考虑阶段间运输混合流水车间成组调度的协同智能优化方法
- 批准号:72301026
- 批准年份:2023
- 资助金额:30 万元
- 项目类别:青年科学基金项目
相似海外基金
SBIR Phase I: Bioengineering probiotic yeast to mitigate methane emissions from cattle
SBIR 第一阶段:生物工程益生菌酵母可减少牛的甲烷排放
- 批准号:
2322126 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 25.6万 - 项目类别:
Standard Grant
SBIR Phase II: Liquid Oxygen (LOX) - Methane Engine for Small Satellite Launch Vehicles
SBIR 第二阶段:液氧 (LOX) - 小型卫星运载火箭的甲烷发动机
- 批准号:
2303613 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 25.6万 - 项目类别:
Cooperative Agreement
SBIR Phase II: Optimizing production and final product stability of Asparagopsis taxiformis as a novel feed material for livestock methane reduction
SBIR 第二阶段:优化塔冬笋的生产和最终产品稳定性,作为减少牲畜甲烷排放的新型饲料材料
- 批准号:
2309372 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 25.6万 - 项目类别:
Cooperative Agreement
SBIR Phase II: Internal Combustion Engines as Small Scale Chemical Plants for Compact, Low Cost Gas-to-Liquids Systems to Reduce Methane Flaring
SBIR 第二阶段:内燃机作为小型化工厂,用于紧凑、低成本的气转液系统,以减少甲烷火炬
- 批准号:
2136751 - 财政年份:2022
- 资助金额:
$ 25.6万 - 项目类别:
Cooperative Agreement
SBIR Phase I: Liquid Oxygen (LOX) - Methane Engine for Small Satellite Launch Vehicles
SBIR 第一阶段:液氧 (LOX) - 小型卫星运载火箭的甲烷发动机
- 批准号:
2050703 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 25.6万 - 项目类别:
Standard Grant