Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Введение
химическая реакция
the chemical reaction
Реакция Боша — это каталитическая химическая реакция между двуокисью углерода (CO2) и водородом (H2), в результате которой образуется элементарный углерод (C, графит), вода и возврат 10% затраченной тепловой энергии. Обычно CO2 восстанавливается водородом до углерода в присутствии катализатора (например, железа (Fe)) и требует определенного температурного уровня. Общая реакция выглядит следующим образом:
The Bosch reaction is a catalytic chemical reaction between carbon dioxide (CO2) and hydrogen (H2) that produces elemental carbon (C,graphite), water, and a 10% return of invested heat. CO2 is usually reduced by H2 to carbon in presence of a catalyst (e. g. iron (Fe)) and requires a temperature level of
The overall reaction is as follows:
CO2(г) + 2 H2(г) → C(т) + 2 H2O(ж)
CO2(g) + 2 H2(g) → C(s) + 2 H2O(l)
Вышеуказанная реакция фактически является результатом двух последовательных реакций. Первая реакция, обратная реакция конверсии водяного газа, протекает быстро:
The above reaction is actually the result of two reactions. The first reaction, the reverse water gas shift reaction, is a fast one:
CO2 + H2 → CO + H2O
CO2 + H2 → CO + H2O
Вторая реакция является лимитирующей стадией:
The second reaction is the rate determining step:
CO + H2 → C + H2O
CO + H2 → C + H2O
В целом, реакция выделяет 2,3×103 джоулей на каждый грамм прореагировавшей двуокиси углерода при 650 °C. Температуры реакции находятся в диапазоне от 450 до 600 °C. Реакцию можно ускорить в присутствии катализаторов на основе железа, кобальта или никеля. Рутений также способствует увеличению скорости реакции.
The overall reaction produces 2.3×103 joules for every gram of carbon dioxide reacted at 650 °C. Reaction temperatures are in the range of 450 to 600 °C. The reaction can be accelerated in the presence of an iron, cobalt or nickel catalyst. Ruthenium also serves to speed up the reaction.
Приложения
Вместе с реакцией Сабатье, реакция Боша изучается как способ удаления углекислого газа и получения чистой воды на борту космической станции. Реакция также используется для производства графита для радиоуглеродного датирования методом ускорительной масс-спектрометрии. Реакция Боша исследуется для применения в системах жизнеобеспечения космических станций. Хотя реакция Боша обеспечивает полностью замкнутый цикл водорода и кислорода, в результате которого образуется только элементарный углерод в качестве отхода, трудности с поддержанием необходимой более высокой температуры и эффективной утилизацией углеродных отложений требуют проведения значительных дополнительных исследований, прежде чем реактор Боша станет реальностью. Одна из проблем заключается в том, что образование элементарного углерода приводит к загрязнению поверхности катализатора, что снижает эффективность реакции.
Together with the Sabatier reaction, the Bosch reaction is studied as a way to remove carbon dioxide and to generate clean water aboard a space station. The reaction is also used to produce graphite for radiocarbon dating with Accelerator Mass Spectrometry. The Bosch reaction is being investigated for use in maintaining space station life support. Though the Bosch reaction would present a completely closed hydrogen and oxygen cycle which only produces atomic carbon as waste, difficulties in maintaining its higher required temperature and properly handling carbon deposits mean that significantly more research will be required before a Bosch reactor can become a reality. One problem is that the production of elemental carbon tends to foul the catalyst's surface, which is detrimental to the reaction's efficiency.