svovel-jod syklus

Svovel-jod syklus (S-I syklus) er en termokjemisk prosess som er utviklet for å kunne produsere hydrogen av vann ved hjelp av varme med høy temperatur.

Prosessen er utviklet av General Atomics og består av tre kjemiske reaksjoner som ved hjelp jod (I₂) og svoveldioksid (SO₂), spalter vann (H₂O) i hydrogen (H₂) og oksygen (O₂):

1. I₂ + SO₂ + 2 H₂O → 2 HI + H₂SO₄ (eksoterm reaksjon ved 120 °C)
2. 2 H₂SO₄ → 2 SO₂ + 2 H₂O + O₂ (endoterm reaksjon ved 830 °C)
3. 2 HI → I₂ + H₂ (endoterm reksjon ved 450 °C)

I trinn 1 blir hydrogenjodid (HI) skilt ut ved hjelp destillasjon og behandlet videre i trinn 3. Oksygenet (O₂) skilles ut fra H₂O og SO₂ i trinn 2 ved hjelp av kondensasjon. Til slutt tas hydrogenet (H₂) ut som gass i trinn 3 ved å kondensere jod (I₂).

Innvunnet SO₂ og I₂ brukes på nytt i trinn 1 hvorved det blir en lukket syklus. Eneste innsatsfaktorer for produksjon av hydrogen blir da vann + varmeenergi.

Energiforskjellen mellom den varmekrevende, endoterme reaksjonen i trinn 2 og 3 og den varmeavgivende, eksoterme reaksjonen i trinn 1 skal i prinsippet tilsvare brennverdien i det produserte hydrogenet. I praksis oppnås en effektiv virkningsgrad på rundt 50 prosent.

Den billigste form for hydrogenproduksjon i dag er å gå veien om dampreformering, men denne prosessen er basert på bruk av hydrokarboner som for eksempel naturgass. Alternativt kan hydrogen produseres ved elektrolyse av vann, men da må store mengder elektrisk energi tas i bruk. Ved beregning av virkningsgraden for produksjon av hydrogen ved hjelp av elektrolysører, må en følgelig også ta hensyn til tapet som er forbundet med nødvendig elproduksjon. Svovel-jod syklusen fremstår i denne sammenheng som en effektiv måte å produsere hydrogen med små tap.

S-I syklusen er ennå ikke i kommersiell bruk. Prosessen involverer bruk av korrosive kjemikaler med temperaturer opp mot 1000 °C og det er vanskelig å finne materialer som tåler slike forhold.

Hydrogen er av mange foreslått som en fremtidig energibærer etter at oljealderen tar slutt. I den forbindelse blir det avgjørende å kunne produsere hydrogen i stor skala uten bruk av fossil energi. S-I syklusen krever kun varme med høy temperatur og det kan i fremtiden oppnås ved for eksempel å hente den fra konsentrert solenergi eller fra en fjerdegenerasjons høytemperaturreaktor som nå er under utvikling.