پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Direct and Sustainable Production of Gasoline Fuel from CO2 and Hydrogen using CuO/ZSM-5 Hybrid Catalyst تولید مستقیم و پایدار سوخت بنزین از CO2 و هیدروژن با استفاده از کاتالیست هیبریدی CuO/ZSM-5 3 12 1486 10.22078/pr.2024.5474.3439 FA مجید محمدی گروه مهندسی انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی قم، ایران 0000-0002-2944-5308 مهدی صدیقی گروه مهندسی شیمی، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه قم، ایران 0000-0003-2681-1357 Journal Article 2024 05 30 In this article, a novel hybrid catalyst composed of CuO and ZSM-5 for the direct synthesis of gasoline hydrocarbons from CO2 and hydrogen is introduced and evaluated. The aim of this research is to improve the efficiency and stability of the catalyst in converting CO2 to value-added products and to reduce greenhouse gas emissions. Initially, the catalyst was prepared using the impregnation method, and its structural and chemical characteristics were examined using XRD, BET, and TPD-NH3 tests. The results indicate that the CuO/ZSM-5 catalyst is capable of producing gasoline hydrocarbons with high selectivity. Additionally, the effects of operational parameters such as reaction temperature and H2/CO2 ratio were investigated. In addition, the optimal operational conditions over a reaction time of 10 hours were determined to be a temperature of 320 °C and an H2/CO2 ratio of 3:1. Ultimately, under these optimal conditions, the CO2 conversion rate reached 36.2% and the selectivity for C5+ hydrocarbons reached 61.7%. Moreover, stability tests demonstrated that this catalyst could maintain its activity and selectivity over a prolonged period. در این مقاله، یک کاتالیست هیبریدی جدید متشکل از CuO و ZSM-5 برای ساخت مستقیم هیدروکربن‌های بنزینی از CO2 و هیدروژن معرفی و ارزیابی شده است. هدف از این پژوهش، بهبود کارایی و پایداری کاتالیست در تبدیل CO2 به محصولات با ارزش افزوده و کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای است. ابتدا کاتالیست با استفاده از روش تلقیح تهیه شده و سپس ویژگی‌های ساختاری و شیمیایی آن با استفاده از آزمون‌های XRD، جذب-واجذب گاز نیتروژن، و TPD-NH3 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می‌دهند که کاتالیست CuO/ZSM-5 قادر به تولید هیدروکربن‌های بنزینی با انتخاب‌پذیری بالا می‌باشد. همچنین، اثر پارامترهای عملیاتی مثل دمای واکنش و نسبت H2/CO2 نیز مورد بررسی قرار گرفت. شرایط عملیاتی بهینه در مدت زمان واکنش h 10، شامل دمای C° 320 و نسبت مولی H2/CO2 برابر با 3:1 به دست آمد. در این شرایط بهینه، مقدار تبدیل CO2 به 2/36% و مقدار انتخاب‌پذیری +C5 به 7/61% رسید. علاوه‌براین، آزمایشات پایداری نشان دادند که این کاتالیست توانایی حفظ فعالیت و انتخاب‌پذیری خود را در مدت زمان طولانی دارد. https://pr.ripi.ir/article_1486_86df7dcfd896fcaf2674f757a2463eba.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Plasma Reforming of Methane and the Apparent Kinetics of Methane Dissociation to Hydrogen and Carbon Black پلاسما ریفورمینگ متان و ارائه سنتیک ظاهری واکنش تجزیه حرارتی متان به هیدروژن و کربن 13 24 1482 10.22078/pr.2024.5444.3422 FA مهسا خیرالهی وش دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران محمد مهدی مشرفی دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران فریبرز رشیدی دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی امیرکبیر، تهران، ایران Journal Article 2024 05 05 Hydrogen as clean fuel is the main source of green energy and methane, the major part of natural gas, is the best candidate for hydrogen production due to the high H/C atomic ratio. Huge amount of carbon dioxide and need for separation unit in common hydrogen production processes have led researchers to pay more attention to direct conversion of methane to hydrogen. Moreover, plasma technology has led to low capital and operational costs due to no need to catalyst, no sensitivity to feed impurity, compactness, rapid start up and one step process. Furthermore, it has the potential of replacing current technologies. In this thesis, production of hydrogen gas from methane using an arc discharge plasma reactor has been investigated in which the effects of degree of non-equilibrium state and gas velocity on the methane conversion, hydrogen selectivity, and energy efficiency has been investigated by the designed reactors which provide a new prospects from the plasma chemistry process modeling point of view. Moreover, the experimental results show that the proposed plasma reactor leads to improved energy efficiency compared to previous design and is competitive with other reactors studied by researchers in recent years. Furthermore, methane conversion in the reactor with disk electrodes was 58%. In addition, the gas product is mainly hydrogen with the selectivity of  more than 95%. Also, a small percentage of ethane, ethylene and acetylene hydrocarbons are produced that is negligible. Furthermore, solid carbon with particle size of 30-50 nm is deposited on the electrodes and the internal wall of the reactor, which is consisted of amorphous carbon and graphite-like structures. Ultimately, the macroscopic interpretation of the results shows that mass transfer plays an important role in methane conversion. Accordingly, an empirical correlation is presented for apparent kinetic reaction rate constant and its relation with flow rate. امروزه تولید هیدروژن به‌عنوان یکی از حامل‌های انرژی پاک مورد توجه بسیاری قرارگرفته است.  فرآیند سنتی تولید هیدروژن ریفورمینگ متان با بخار آب می‌باشد. انتشار حجم عظیمی از دی اکسید کربن و دو مرحله‌ای بودن این فرآیند از نارسایی‌های موجود در این روش است که این امر موجب توجه بیشتر محققان به تبدیل مستقیم متان به هیدروژن شده است. فن‌آوری پلاسما به‌دلیل عدم نیاز به کاتالیست، عدم حساسیت به ناخالصی‌های خوراک ورودی، حجم کم واحد عملیات، راه‌اندازی سریع و تک مرحله‌ای بودن فرآیند کاهش شگرف هزینه‌های سرمایه‌گذاری را به‌همراه داشته است و پتانسیل جایگزین شدن فن‌آوری‌های رایج کنونی را دارد. در این مقاله تولید گاز هیدروژن از متان با استفاده از راکتور پلاسمای تخلیه قوسی بررسی شده است که راکتور طراحی شده امکان بررسی تأثیر مواردی چون دوری از حالت تعادل و سرعت گاز عبوری را بر میزان درصد تبدیل متان و انتخاب‌پذیری هیدروژن و همچنین بازدهی انرژی فراهم کرده و افق جدیدی را از نقطه نظر مدل‌سازی و پدیده شناختی فرآیندهای پلاسما شیمی رقم زده است. نتایج حاصل از آزمایشات نشان می‌دهد که راکتور پلاسمای پیشنهادی منجر به بهبود بازدهی انرژی در مقایسه با نمونه‌های قبلی شده است. بازدهی تولید هیدروژن در راکتور با الکترود دیسکی 58% به‌دست آمد. محصول گازی عمدتاً هیدروژن با انتخاب‌پذیری بالای 95% است و درصد اندکی از هیدروکربن‌های اتان، اتیلن و استیلن تولید شده که قابل صرف‌نظر است. کربن جامد با اندازه ذرات متوسط nm 50-30 روی الکترودها و جداره داخلی راکتور انباشته می‌شود که شامل کربن آمورف و کربن گرافیتی است. از تفسیر ماکروسکوپیک نتایج استنباط می‌شود که انتقال جرم در میزان تبدیل متان نقش مهمی دارد. بر این اساس یک رابطه تجربی برای تابعیت ثابت سینتیک ظاهری با شدت جریان ورودی ارائه شده است. https://pr.ripi.ir/article_1482_ab541d874c7bc19ab77642849e02b89f.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Hydrogen Production Via Thermo Catalytic Decomposition of Methane on Metallic Based Catalysts Supported with Carbone Materials: A Review تولید هیدروژن از طریق تجزیه حرارتی کاتالیزوری متان بر روی کاتالیزور فلزی بر پایه مواد کربنی : مطالعه مروری 25 36 1481 10.22078/pr.2024.5443.3421 FA راضیه احمدی مرکز توسعه علوم فناوری‌های نانو کربن، پردیس پژوهشی و توسعه صنایع پایین دستی نفت، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران صنعت نفت علیمراد رشیدی مرکز توسعه علوم فناوری‌های نانو کربن، پردیس پژوهشی و توسعه صنایع پایین دستی نفت، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران 0000-0001-6753-1939 امید ارجمند گروه مهندسی شیمی، واحد تهران جنوب، دانشگاه آزاد اسلامی، تهران، ایران فرشته عباسی مرکز توسعه علوم فناوری‌های نانو کربن، پردیس پژوهشی و توسعه صنایع پایین دستی نفت، پژوهشگاه صنعت نفت، تهران، ایران عطیه قربانی مجتمع گاز پارس جنوبی، بوشهر، ایران Journal Article 2024 05 04 The production and use of hydrogen as a clean and carbon-free energy source and as an alternative for fossil fuels is very important and has received increased consideration. Although hydrogen toward fossil fuels has a lower bulk density and heat but in the form of mass energy contains more energy and has the potential ability to become a renewable fuel in the future. Thermocatalytic decomposition of methane is one of the most economical methods for hydrogen production. Since in the structure of methane the H-C bond is very strong and as this molecular structure is very symmetrical, its decomposition in the absence of catalyst take place at higher temperatures. Therefore, for the reduce of the operating temperature and in order to achieve a high percentage of methane, it is needed to be selected and applied the catalysts with high activity and stability .Metalic hybrid catalysts supported with carbon materials with high stability and half time could have a desired and effective performance during the thermal decomposition of methane to hydrogen. Metalic Hybrid catalysts supported with carbon materials with high stability and half time could have a desired and effective performance during the thermal decomposition of methane to hydrogen. Here, a brief review of methane decomposition for hydrogen production on metalic hybrid catalysts supported with carbon-based materials is presented. امروزه تولید هیدروژن به‌عنوان یک منبع انرژی پاک، با انتشار کربن صفر، از اهمیت به‌سزایی برخوردار است و جایگزین مناسبی برای سوخت‌های فسیلی است. اگرچه هیدروژن نسبت به سوخت‌های فسیلی دانسیته توده‌ای خیلی پایین تری دارد و از لحاظ مقدار گرما و انرژی، مزیت بالاتری ندارد اما  از لحاظ جرمی حاوی مقدار بیشتری از انرژی است و در آینده توانایی بالقوه‌ای برای تبدیل شدن به سوخت تجدید پذیر را دارد. تجزیه حرارتی کاتالیزوری متان یکی از مقرون به‌صرفه ترین روش‌های تولید هیدروژن می‌باشد که مورد توجه بسیار زیاد محققان قرار گرفته است. در ساختار متان، پیوند H-C بسیار قوی است و این مولکول ساختار بسیار متقارنی دارد، تجزیه حرارتی آن بدون حضور کاتالیزور در دماهای بالاتر رخ می‌دهد. بنابراین، برای کاهش دمای عملیاتی و دستیابی به درصد بالایی از تبدیل متان،  نیاز است که کاتالیزورهایی با فعالیت و پایداری بالاتری مورد استفاده قرار گیرد. کاتالیزور‌های فلزی و دوعاملی فلزی بر پایه مواد کربنی، پایداری و فعالیت بالایی در تجزیه حرارتی گاز متان دارند. در اینجا  و در این مطالعه مروری، فرآیند تجزیه حرارتی متان برای تولید هیدروژن بر روی کاتالیزورهای فلزی بر پایه مواد کربنی تشریح شده است. https://pr.ripi.ir/article_1481_4e8412ad48562e3c9934f45c3e144d48.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Multi-Objective Optimization of Underground Hydrogen Storage Operation in a Depleted Gas Reservoir Using Smart Proxy Models بهینه‌سازی چندهدفه ذخیره‌سازی زیرزمینی هیدروژن در یک مخزن گازی تخلیه‌شده با استفاده از مدل‌های جایگزین هوشمند 37 54 1480 10.22078/pr.2024.5442.3420 FA حسین خیرالهی دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران شهاب آیت الهی دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران 0000-0001-7561-6393 حسن ماهانی دانشکده مهندسی شیمی و نفت، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران 0000-0002-3157-7991 Journal Article 2024 05 04 Global warming and climate change, driven by rising greenhouse gas emissions, are among the most critical challenges of our time. To address this, various solutions have been developed, including net-zero carbon strategies such as carbon capture and storage, as well as energy transition efforts to reduce or replace fossil fuels with renewable sources. However, the intermittent nature of clean energy production necessitates large-scale storage systems to ensure a stable energy supply. Hydrogen, as an energy carrier, presents a promising solution, with underground hydrogen storage (UHS) offering the potential for sustainable energy supply during peak demand. Due to hydrogen’s unique characteristics and dynamic behavior in porous media, complex compositional modeling and time-intensive physics-based simulations are required to determine optimal storage scenarios. This paper first simulates UHS in a depleted gas reservoir, then based on simulation results a proxy model is developed and utilized for multi-objective optimization. Given the presence of remaining gas and the complex phase behavior of reservoir fluids, hydrogen recovery factor and purity were selected as decision variables for optimization. The design of experiment methods, such as Latin hypercube sampling, generated the necessary training and testing subsets for an artificial neural network model. The feed-forward model, incorporating 10 neurons and a sigmoid activation function as a smart proxy, achieved the highest accuracy—0.97 for training and 0.94 for testing—in predicting hydrogen purity and recovery factor, effectively guiding multi-objective optimization of decision variables via a genetic algorithm. Furthermore, Pareto front analysis of optimal solutions revealed nitrogen gas as the dominant component in the injected cushion gas composition, consisting of 75% nitrogen, 20% carbon dioxide, and 5% methane. The results also identified production from top perforations and hydrogen injection in lower perforations as optimal conditions. The approach outlined in this study can support UHS field applications and facilitate rapid decision-making in large-scale energy storage operations. گرم شدن کره زمین و تغییرات اقلیمی منجر به کاهش مصرف یا جایگزینی سوخت‌های فسیلی با منابع تجدیدپذیر ‌شده است. با این‌حال، به‌دلیل وابستگی جوی-فصلی تولید انرژی‌های تجدید پذیر نیاز به یک سیستم‌ ذخیره‌سازی بزرگ مقیاس برای‌ بر طرف کردن ناترازی انرژی می‌باشد. استفاده از هیدروژن به‌عنوان حامل انرژی و ذخیره‌سازی‌ زیرزمینی آن راهکار جدید برای‌ حل این چالش است. اما ویژگی‌ها و رفتار خاص گاز هیدروژن در محیط متخلخل نیازمند شبیه‌سازی‌های متعدد و زمان‌بر، برای تعیین بهترین سناریو ذخیره‌سازی گاز بر اساس بهینه‌سازی چندهدفه می‌باشد. در این مقاله ذخیره‌سازی زیرزمینی گاز هیدروژن در یک مخزن گازی تخلیه‌شده شبیه‌سازی شد و در ادامه با مدل هوش مصنوعی جایگزین گردید و بهینه‌سازی متغیرهای تصمیم‌گیری توسط الگوریتم ژنتیک چندهدفه انجام گرفت. با توجه به حضور گازهای بازمانده از قبل در مخزن و اختلاط آن با گاز هیدروژن تزریقی، دو پارامتر مهم خلوص گاز تولید شده و ضریب بازیافت هیدروژن تزریقی در اولویت بررسی قرار گرفتند. به‌کمک روش طراحی آزمایش، داده‌های مورد نیاز برای بررسی پارامترهای تأثیرگذار و آموزش روش‌های داده-محور از طریق شبیه‌سازی میدانی تولید شد. در ادامه یک شبکه عصبی مصنوعی با 10 نرون و تابع فعال‌سازی سیگموئیدی به‌عنوان مدل‌ جایگزین مبتنی بر هوش مصنوعی برای آموزش و صحت سنجی به‌ترتیب با دقت برابر با 97/0 و 94/0، بهترین عملکرد را برای پیش‌بینی میزان خلوص و بازیافت هیدروژن ارائه داد. پاسخ‌های بهینه عملیاتی برای متغیرهای تصمیم‌گیری نشان دهنده درصد غالب گاز نیتروژن در گاز پایه با ترکیب 75، 20 و 5% به‌ترتیب برای نیتروژن، کربن دی اکسید و متان می‌باشد. علاوه‌براین، تولید بهینه از بازه مشبک‌کاری چاه تولیدی از قسمت بالا و مشبک‌کاری تزریقی هیدروژن از قسمت پایین مخزن به‌صورت یک مجموعه جواب مطلوب (جبهه پارتو) مشخص گردید. نتایج این پژوهش برای‌ طراحی آزمایشات و انجام بهینه مدل‌سازی‌های مقیاس بزرگ هیدروژن که به امکانات محاسباتی و زمان بسیار طولانی نیاز دارند مفید خواهد بود. https://pr.ripi.ir/article_1480_e816c635cad85a60fabd6b97b03cbcc9.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Investigating the Computational Fluid Dynamics of Temperature Impact on Underground Hydrogen Storage in Carbon Dioxide-Containing Salt Caverns بررسی دینامیک سیالات محاسباتی تأثیر دما بر ذخیره‌سازی زیرزمینی هیدروژن در مغارهای نمکی حاوی کربن‌دی‌اکسید 55 67 1479 10.22078/pr.2024.5437.3418 FA میلاد اصغری انستیتو مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، ایران بهنام صدائی انستیتو مهندسی نفت، دانشکده مهندسی شیمی، دانشکدگان فنی، دانشگاه تهران، ایران/هسته ذخیره‌سازی زیرزمینی هیدروژن، دانشگاه تهران، ایران 0000-0002-4506-2024 Journal Article 2024 05 03 The global warming has made mankind›s need for clean energy more vital. Hydrogen has been the focus of researchers as a clean fuel in recent decades, and recently, extensive studies are being conducted to find suitable solutions for maximizing the efficiency of this fuel. Moreover, salt caverns formed by the dissolution of salt domes are recognized as one of the most important geological structures for medium-term and secure hydrogen storage. The presence of various impurities poses challenges to the storage operations, with carbon dioxide being a potential impurity. In this study, the effect of temperature on various parameters including changes in salt cavern pressure, partial pressures of components, hydrogen quality, saturation, and hydrogen molar quantity was investigated using a computational fluid dynamics approach. Ultimately, the results indicated that the partial pressures of hydrogen and carbon dioxide decrease over time under any condition, while the partial pressure of methane increases, ultimately leading to a decrease in overall cavern pressure. Methane produced at the interface between hydrogen and carbon dioxide reduces the rate of hydrogen consumption reaction and produces impurities, acting like a cushion gas. Generally, caverns with higher temperatures result in up to a 16% decrease in hydrogen quality due to increased reaction rates and mixing levels, making caverns with lower temperatures more desirable. گرمایش زمین نیاز بشر به انرژی‌های پاک را حیاتی‌تر کرده است. هیدروژن به‌عنوان یک سوخت پاک در دهه اخیر موردتوجه محققان قرار گرفته است و اخیراً جهت یافتن راهکارهای مناسب برای بهره‌وری هر چه بیشتر از این سوخت مطالعات زیادی در حال انجام است. مغارهای نمکی که با انحلال گنبدهای نمکی ایجاد می‌شوند به‌عنوان یکی از مهم‌ترین ساختارهای زمین‌شناختی برای ذخیره‌سازی میان‌مدت و امن هیدروژن شناخته می‌شوند. وجود ناخالصی‌های مختلف- اعم از ناخالصی‌هایی که به‌همراه هیدروژن تزریق می‌شوند و یا از ساختارهای زمین‌شناختی مجاور به مغار نفوذ می‌کنند- عملیات ذخیره‌سازی را با چالش روبرو می‌کند که از ناخالصی‌های محتمل می‌توان به کربن‌دی‌اکسید اشاره کرد. در این پژوهش با استفاده از یک رویکرد دینامیک سیالات محاسباتی که قبل‌تر در شبیه‌سازی فرآیند ذخیره‌سازی هیدروژن استفاده نشده است به بررسی تأثیر دما بر پارامترهای مختلف از جمله تغییرات فشار مغار نمکی، فشار جزئی اجزا، کیفیت هیدروژن، اشباع و مقدار مول هیدروژن پرداخته شد. نتایج حاصل بدین صورت بود که فشار جزئی هیدروژن و کربن‌دی‌اکسید با گذشت زمان در طول فرآیند ذخیره‌سازی تحت هر شرایط دمایی کاهش می‌یابد و در مقابل فشار جزئی متان افزایش می‌یابد که در نهایت منجر به کاهش فشار کلی مغار می‌شود. متان تولید شده در سطح تماس بین هیدروژن و کربن‌دی‌اکسید باعث کاهش سرعت واکنش مصرف‌شدن هیدروژن و مانع تولید ناخالصی شده و مانند گاز بالشتک عمل می‌کند. به‌صورت کلی مغارهایی با دمای بالا باتوجه‌به بالابودن نرخ واکنش و میزان اختلاط منجر به کاهش تا 16% کیفیت هیدروژن می‌شوند و انتخاب مغارهایی با دمای پایین‌تر مطلوب‌تر است.  https://pr.ripi.ir/article_1479_dc09c97fd73d7a324bdbfe7c79525f64.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Synthesis of High-surface-area Carbon- and Oxygen-doped Boron Nitride for Enhanced Hydrogen Physisorption Capacity سنتز نیترید‌بور دوپ شده با کربن و اکسیژن با سطح ویژه بالا به‌منظور به‌کارگیری در ذخیره فیزیکی گاز هیدروژن 68 80 1478 10.22078/pr.2025.5419.3411 FA فرشید فرزانه دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران هاجر قنبری دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران محمد گل محمد گروه انرژی‌های تجدیدپذیر، پژوهشگاه نیرو، تهران، ایران حسین سرپولکی دانشکده مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران Journal Article 2024 04 20 Doping by substitution in boron nitride using carbon and oxygen has been studied. The aim of this research was to modify the synthesis process to achieve doping of carbon and oxygen into the boron nitride structure by substituting dopant atoms with boron or nitrogen atoms without causing significant changes in the nanostructure and properties of the sample. To achieve this, the precursor for boron nitride synthesis was prepared by simultaneous dissolution of guanidine carbonate and boric acid in water and subsequent precipitation. This precursor was then subjected to a mixed nitrogen-hydrogen gas atmosphere (95% N2 / 5% H2) at temperatures of 1000°C and 1500°C for 3 hours. Phase analysis was performed using X-ray diffraction (XRD), microstructure investigation was carried out using scanning electron microscopy (SEM), and surface area measurement was conducted using nitrogen adsorption and desorption (BET) analysis. Additionally, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was utilized to determine the concentration and placement of dopant atoms within the structure. The results indicate successful synthesis of boron nitride sheets at 1000°C with sub-nanometer pore sizes and high surface area. Furthermore, the phase analysis results show X-ray diffraction peaks corresponding to hexagonal boron nitride. Ultimately, the results of Raman spectroscopy confirms the formation of bonds within the boron nitride sheets, and the measured percentages of oxygen and carbon doping in the material are reported as 6% and 17%, respectively. Factors such as relatively low synthesis temperature and the use of a nitrogen/hydrogen mixed atmosphere in the synthesis process enabled the doping of oxygen and carbon atoms into the boron nitride structure. مطالعات نشان‌دهنده افزایش انرژی جذب فیزیکی مولکول‌های هیدروژن در اثر تغییر شیمی نیتریدبور به‌وسیله دوپ کردن جانشینی اتم‌های کربن و اکسیژن است. از آنجا که جذب فیزیکی گاز مستقیماً تحت تأثیر ریزساختار ماده است، توسعه روش سنتزی که ضمن کنترل بر ریزساختار و سطح ویژه نیترید‌بور، اتم‌های کربن و اکسیژن را وارد ساختار کند، دارای اهمیت است. درحالی‌که دمای سنتز یکی از مهم‌ترین عوامل کنترل بلورینگی، درصد تخلخل و سطح ویژه ماده است، پژوهش‌ها نشان داده‌اند که افزایش دما منجر به خارج شدن دوپه کربن از ساختار نیترید‌بور می‌شود. در این پژوهش، برای اولین بار دوپ کردن عناصر کربن و اکسیژن در نیترید‌بور با تغییر اتمسفر کوره از نیتروژن خالص به اتمسفر مخلوط نیتروژن و هیدروژن انجام و بررسی شده است.  به این منظور، پیش ماده سنتز نیترید‌بور با استفاده از کربنات گوانیدین و اسید بوریک با انحلال هم‌زمان در آب و رسوب‎دهی آماده‌سازی شد. این پیش‌ماده تحت اتمسفر مخلوط گازی نیتروژن و هیدروژن (95% N2/5%H2) در دماهای 1000 و C° 1500 به‌مدت h 3 تحت عملیات حرارتی  قرار گرفت. بررسی فازی به‌کمک آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، بررسی ریزساختاری با کمک میکروسکوپ الکترونی روبشی گسل میدانی (FESEM) و اندازه‌گیری سطح ویژه با کمک آزمایش جذب-واجذب نیتروژن و به‌روش BET انجام گرفت. همچنین به‌منظور تعیین غلظت و نحوه قرارگیری اتم‌های دوپه در ساختار، از طیف‌سنجی فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS) استفاده شد. نتایج نشان می‌دهند که صفحات نیترید‌بور در دمای C° 1000 با موفقیت سنتز شده‌ و سطح ویژه این ماده m2/g 300 با حفراتی با عرض 15 تا Å 40 است. علاوه‌براین، نتایج آنالیز فازی نشان‌دهنده پراش پرتو ایکس، مطابق با الگوی پراش نیتریدبور هگزاگونال استاندارد است. طیف‌سنجی رامان، تشکیل پیوندهای نیتریدبور در امتداد صفحات را تأیید می‌کند مقدار اکسیژن و کربن دوپ شده در این ماده به‌ترتیب 6 و 17% اندازه‌گیری و گزارش شده است. https://pr.ripi.ir/article_1478_83cdcec08fbf90370fcf53bdd56604ff.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Application of Computational Fluid Dynamics and Machine Learning in Predicting Performance of Tubular Solid Oxide Fuel Cell Ammonia Fuelled به‌کارگیری دینامیک سیالات محاسباتی و یادگیری ماشین در پیش‌بینی عملکرد پیل سوختی اکسید جامد لوله‌ای با سوخت آمونیاک 81 95 1484 10.22078/pr.2024.5446.3424 FA مهدی کیهانپور گروه مهندسی مکانیک تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی، تهران مجید قاسمی گروه مهندسی مکانیک تبدیل انرژی، دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر طوسی، تهران Journal Article 2024 05 05 In this research, an ammonia fuelled intermediate temperature solid oxide fuel cell (IT-SOFC) has been simulated and performance evaluated by computational fluid dynamics and machine learning. First, the geometry of the problem is modeled in an axisymmetric manner and the equations including conservation of mass, momentum, species, energy and electric charge are defined, coupled and solved using a finite element numerical code. Then, to check the machine learning algorithm, terms of power density and maximum temperature are selected as objective functions and terms of input temperature, porosity of electrodes and velocity of fuel and air flows are selected as influencing variables. After generating the adequate data by repeating the numerical solution six hundred and one times in different cases of the input parameters, the machine learning process begins by using eighty five percent of the data on the different structures of the deep neural network algorithm. Ultimately, the results show that in the optimal structure of the algorithm, the performance of the machine in predicting the objective functions is appropriate and acceptable. Therefore, R2 of the machine in predicting the maximum temperature and power density functions are 0.99 and 0.98, respectively. در این پژوهش، یک پیل سوختی اکسید جامد با سوخت آمونیاک و دمای کاری متوسط، به‌وسیله دینامیک سیالات محاسباتی و یادگیری ماشین، شبیه‌سازی شده و تحت ارزیابی عملکرد قرار گرفته است. نخست، هندسه مسأله به صورت متقارن محوری شبیه‌سازی شده و معادلات شامل بقای جرم، ممنتوم، گونه‌ها، انرژی و بار الکتریکی، با استفاده از یک برنامه عددی المان محدود، تعریف، جفت و حل می‌گردد. سپس برای بررسی الگوریتم یادگیری ماشین، عبارت‌های چگالی توان و دمای بیشینه، به‌عنوان توابع هدف و عبارت‌های دمای ورودی، تخلخل الکترودها و سرعت جریان‌های سوخت و هوا به‌عنوان متغیرهای اثرگذار انتخاب می‌شوند. پس از ایجاد داده‌های کافی با ششصد و یک بار تکرار حل عددی در حالت‌های مختلف عبارت‌های ورودی، فرآیند یادگیری ماشین با استفاده هشتاد و پنج درصد داده‌ها برروی ساختارهای گوناگون الگوریتم شبکه عصبی عمیق آغاز می‌گردد. نتایج نشان می‌دهد که در ساختار بهینه الگوریتم، عملکرد ماشین در پیش بینی توابع هدف، مناسب و قابل قبول می‌باشد. براین اساس، R2 ماشین در پیش بینی توابع دمای بیشینه و چگالی توان، به‌ترتیب ۹۹/۰ و ۹۸/۰ می‌باشند. https://pr.ripi.ir/article_1484_729c68884bd359ade15d5f163166738a.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Analysis of Hydrogen Production Technologies and Registered Patents in each Field بررسی انواع فن‌آوری‌‌های تولید هیدروژن و تعداد اختراع‌های ثبت‌شده در برخی از فن‌آوری‌‌های پرکاربرد 96 111 1485 10.22078/pr.2024.5457.3429 FA سارا محمودیان یونسی گروه انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشکده انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران علیرضا پارسای گروه انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشکده انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران مجید زندی گروه انرژی‌های تجدیدپذیر، دانشکده انرژی، دانشگاه شهید بهشتی، تهران، ایران Journal Article 2024 05 12 Nowadays and in the era of energy, the global competition for replacing clean energies is expanding rapidly. This issue has caused many countries to turn to using hydrogen as a primary source of clean and renewable energy. In the past, hydrogen was only known as a useful element in industries. But today, due to this wave of enthusiasm for hydrogen, the attitude towards hydrogen has changed. Currently, hydrogen is considered not only as a fuel source, but also as a feedstock for petrochemical industries. In this article, various important methods of hydrogen production have been reviewed. In order to analyze the technologies used in hydrogen production, the past and current status of each technology should be scrutinized and based on that, the future of the technologies used in hydrogen production should be predicted. For this reason, patent analysis has been done on several hydrogen production methods. Moreover, lens database was used to check the number of patents and keywords related to each technology were searched in this database. Moreover, patent analysis has been done for 5 technologies including methane steam reforming, pyrolysis, thermolysis, electrolysis and coal gasification. According to the patent analysis, the technologies of methane steam reforming, pyrolysis and coal gasification have already reached their maturity stage, and the technologies of pyrolysis and electrolysis are still in their growth phase. Also, according to the analysis conducted, the main countries registering patents for all 5 technologies were the United States of America, the area related to the World Intellectual Property Organization (WIPO), the European Patent Organization, and China. امروزه و در عصر انرژی (انقلاب صنعتی پنجم)، رقابت جهانی برای جایگزینی انرژی‌های پاک به‌شدت در حال گسترش است. این موضوع، باعث روی آوردن بسیاری از کشورها به‌سمت استفاده از هیدروژن به‌عنوان یک منبع اولیه انرژی پاک و تجدیدپذیر شده است. در گذشته هیدروژن تنها به‌عنوان یک عنصر کاربردی در صنایع و پس از آن به‌عنوان یک سوخت شناخته می‌شد. اما امروزه، به‌دلیل این موج اشتیاق به هیدروژن، نگرش به هیدروژن تغییریافته است. در حال حاضر، هیدروژن هم به‌عنوان یک منبع سوخت پاک و هم یک خوراک به‌ویژه صنایع پتروشیمی در نظر گرفته می‌شود. در این مقاله، انواع روش‌های مهم تولید هیدروژن بررسی‌شده است. به‌منظور تحلیل فن‌آوری‌‌های به‌کاررفته در تولید هیدروژن، می‌بایست وضعیت گذشته و فعلی هر فن‌آوری‌ را مورد موشکافی قرار داده و با توجه به آن، آینده فن‌آوری‌‌های مورداستفاده در تولید هیدروژن را پیش‌بینی نمود. به همین علت تحلیل اختراع روی چندین روش تولید هیدروژن انجام‌شده است. به‌منظور بررسی تعداد اختراع از پایگاه داده لنز استفاده‌شده است و کلیدواژه‌های مربوط به هر فن‌آوری‌ در این پایگاه جستجو شده است. تحلیل اختراع برای 5 فن‌آوری‌ اصلاح ریفورمینگ بخار متان ، آذرکافت (پیرولیز)، گرماکافت (ترمولیز)، برق‌کافت (الکترولیز) و گازی‌سازی زغال‌سنگ انجام‌شده است. با توجه به تحلیل اختراع انجام‌شده، فن‌آوری‌‌های اصلاح ریفورمینگ بخار متان، گرماکافت و گازی‌سازی زغال‌سنگ در حال حاضر به مرحله بلوغ خود رسیده‌اند و فن‌آوری‌‌های آذرکافت و برق‌کافت هم‌چنان در مرحله رشد خود قرار دارند. هم‌چنین طبق تحلیل انجام‌شده عمده کشورهای ثبت‌کننده اختراع برای هر 5 فن‌آوری‌ بررسی‌شده، ایالات‌متحده آمریکا، حوزه مربوط به سازمان جهانی مالکیت فکری (WIPO)، سازمان ثبت اختراع اروپا و چین بوده است. https://pr.ripi.ir/article_1485_7fb8ceb3bd59c7956b1df66729296a4c.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Underground Hydrogen Storage: An Essential Step to Achieving Net-Zero Carbon Goals ذخیره‌سازی زیرزمینی هیدروژن: گامی ضروری برای دست‌یابی به اهداف انتشار کربن صفر 112 142 1483 10.22078/pr.2024.5447.3423 FA متین شاهین دانشکده مهندسی نفت و گاز، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران 0000-0002-0363-7854 محمد سیم جو دانشکده مهندسی نفت و گاز، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران Journal Article 2024 05 05 The energy transition is a pathway to transform the global economy from its current reliance on fossil fuels to one with net-zero carbon dioxide emissions. This necessitates the rapid and large-scale deployment of renewable energy sources. However, most renewable energy sources, such as wind and solar, are intermittent and their production does not necessarily match demand. Moreover, energy storage in the form of sustainable energy carriers, such as hydrogen, is a key solution to overcome this challenge. Furthermore, underground hydrogen storage in natural formations such as salt caverns and porous rocks is an efficient and safe method for storing this clean energy source on a large scale. This method has also been used previously for storing natural gas and carbon dioxide. Despite its significant advantages, there are challenges such as hydrogen leakage, high costs, and a lack of knowledge and experience in this field. However, extensive efforts are underway to address these challenges and develop hydrogen storage technologies. Government and private investment in this area is increasing and several pilot projects are underway around the world, particularly in the Middle East. By overcoming existing challenges and developing new technologies, this method can be used as a sustainable and efficient solution for storing excess energy produced from renewable sources and promoting their use worldwide. This paper reviews the concepts and challenges associated with hydrogen energy and its underground storage. It also examines the current state of technology in the field of hydrogen, with reference to existing storage projects around the world, and provides recommendations for future work in this area. In addition, site selection criteria for hydrogen storage are reviewed based on current field experiences. گذار انرژی مسیری برای تغییر اقتصاد جهانی از وابستگی فعلی آن به سوخت‌های فسیلی به‌سمت انتشار صفر خالص دی اکسید کربن است. این امر مستلزم استقرار سریع و در مقیاس بزرگ انرژی‌های تجدیدپذیر است. با این حال، بیشتر انرژی‌های تجدیدپذیر مانند باد و خورشید متناوب هستند و از این رو روند تولید و تقاضای این نوع از انرژی‌ها لزوماً با هم مطابقت ندارند. ذخیره‌سازی انرژی در قالب حامل‌های انرژی پایدار مانند هیدروژن، می‌تواند راه‌حل کلیدی برای غلبۀ بر این مشکل باشد. ذخیره‌سازی زیرزمینی هیدروژن در ساختارهای طبیعی مانند غارهای نمکی و یا سنگ های متخلخل، روشی کارآمد و ایمن برای ذخیره‌سازی این منبع انرژی پاک در مقیاس بزرگ به‌شمار می‌رود. این روش پیش‌تر برای ذخیره‌سازی گاز طبیعی و دی‌اکسید کربن نیز مورد استفاده قرار گرفته است. با وجود مزایای قابل توجه، چالش‌هایی مانند نشت هیدروژن، هزینه‌های بالا و کمبود دانش و تجربه در این‌زمینه وجود دارد. با این حال، تلاش‌های گسترده‌ای برای رفع این چالش‌ها و توسعه فن‌آوری‌های ذخیره‌سازی هیدروژن در حال انجام است. سرمایه‌گذاری‌های دولتی و خصوصی در این‌زمینه در حال افزایش است و پروژه‌های آزمایشی متعددی در سراسر جهان به‌ویژه در منطقه خاورمیانه در حال اجرا است. با غلبه بر چالش‌های موجود و توسعۀ فن‌آوری‌های نوین می‌توان از این روش به‌عنوان راه حلی پایدار و کارآمد برای ذخیره‌سازی مازاد انرژی تولیدی از منابع تجدیدپذیر و ترویج استفاده از آن‌ها در سراسر جهان استفاده کرد. در این مقاله، به مرور مفاهیم و چالش‌های مرتبط با انرژی هیدروژن و ذخیره‌سازی زیرزمینی آن پرداخته شده است. همچنین، با اشاره به پروژه‌های ذخیره‌سازی موجود در دنیا، وضعیت فعلی فن‌آوری در حوزه هیدروژن مورد بررسی قرار گرفته و پیشنهاداتی برای کارهای آینده در این‌زمینه ارائه شده است .علاوه‌براین، معیارهای انتخاب مکان مناسب به‌منظور ذخیره‌سازی هیدروژن با توجه به تجربیات میدانی فعلی مورد بررسی قرار گرفته است. https://pr.ripi.ir/article_1483_bffc98347ee35b3ead06728d6f073c68.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Fabrication and Performance Evaluation of Amorphous Porous Organic Polymers for Carbon Dioxide Adsorption Process to Produce Blue Hydrogen ساخت و ارزیابی عملکرد پلیمر آلی متخلخل آمورف در فرآیند جذب دی‌اکسید‌کربن به منظور تولید هیدروژن آبی 143 152 1487 10.22078/pr.2024.5384.3396 FA یاسمین بیده گروه صنایع شیمی آلی و داروئی، پژوهشکده فناوریهای شیمیایی، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران ناهید خندان گروه فناوریهای شیمیایی سبز، پژوهشکده فناوریهای شیمیایی، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران سید مهدی مجمریان اصفهانی گروه فناوریهای شیمیایی سبز، پژوهشکده فناوریهای شیمیایی، سازمان پژوهشهای علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران Journal Article 2024 02 19 Excessive consumption of fossil fuels has caused serious concerns about the increase in greenhouse gas production and as a result air pollution as well as climate change. As a potential solution, blue hydrogen production has emerged as a promising approach to reduce carbon dioxide emissions. Porous organic polymers have garnered a lot of attention as potential adsorbents for carbon dioxide gas adsorption because of their thermal and chemical stability. In this study, an amide-functionalized porous organic polymer (AM-POP) was synthesized from melamine, terephthaloyl chloride in dimethyl sulfoxide solvent under reflux conditions for 6 hours. The synthesized material was characterized using SEM, FTIR and BET methods. The average size of the holes is 15 nm and the surface area of the adsorber is 339 m2/g. The size of the particles taken is in the range of 14 to 18 nm, the carbon dioxide adsorption capacity on the synthesized nanostructure was determined at 16 bar of pressure and 298 K of temperature. Ultimately, the results obtained indicate that this structure has an adsorption capacity of 2.3 mmol/g of adsorbent. مصرف بی‌‌رویه سوخت‌های فسیلی نگرانی‌‌های جدی در مورد افزایش تولید گازهای گلخانه‌‌ای و در نتیجه آلودگی هوا و همچنین تغییرات آب‌وهوایی ایجاد کرده است. تولید هیدروژن آبی یک روش جدید برای جلوگیری از تولید دی‌اکسید‌کربن به شمار می‌آید. پلیمرهای آلی متخلخل با توجه به پایداری حرارتی و شیمیایی آنها جاذب‌های مناسبی برای جذب گاز دی‌اکسید‌کربن هستند و توجه زیادی را به خود جلب کرده‌اند. از این رو در این مطالعه پلیمر آلی متخلخل آمیدی (AM-POP) از ملامین، ترفتالویل کلراید تحت شرایط رفلاکس به مدت h ۶ سنتز شد و به وسیله روش‌های SEM ،FTIR و جذب-واجذب گاز نیتروژن شناسایی شد. متوسط اندازه حفرات nm 15 و مساحت سطح جاذب برابر m2/g 339 بدست آمد. اندازه ذرات گرفته شده در محدوده nm 14 تا nm 18هستند. میزان ظرفیت جذب دی‌اکسید‌کربن روی نانوساختار سنتز شده با روش حجم‌سنجی در دمای K ۲۹۸ و فشار bar ۱۶ اندازه‌گیری شد. نتایج بدست آمده نشان می‌دهد که ظرفیت جذب این ساختار برابر mmol 3/2 به‌ازای هر گرم جاذب است. https://pr.ripi.ir/article_1487_6d3a1e06d6a06349436bc054313b648c.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Harnessing Renewable Carbon Dioxide and Hydrogen: A Path to Sustainable Methanol Production بهره‌برداری از دی اکسید کربن و هیدروژن تجدیدپذیر: مسیر تولید پایدار متانول 153 172 1492 10.22078/pr.2025.5642.3501 FA پریسا اکبریان سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران مریم رنجبر سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران 0000-0003-3445-613X مهدی خیرمند دانشکده علوم پایه، آزمایشگاه هیدروژن و پیل سوختی، دانشگاه یاسوج، ایران 0000-0002-5779-6754 نیلوفر ناصری جهرمی سازمان پژوهش‌های علمی و صنعتی ایران، تهران، ایران آریا عبدالهی دانشگاه آزاد واحد علوم و تحقیقات، تهران، ایران Journal Article 2025 03 07 Carbon dioxide (CO2) emissions from cement factories and petrochemical industries have led to severe environmental consequences, including climate change, the greenhouse effect, and extreme weather events that threaten human life. One of the most effective solutions to mitigate these risks is carbon capture, utilization, and storage (CCUS) technologies. Moreover, this study evaluates the integration of CO2 emissions management with renewable hydrogen production through water electrolysis powered by solar energy. Among the various CO2 transformation methods, CO2 hydrogenation has emerged as an advanced pathway for methanol production. Assessing the sustainability of this process requires a comprehensive analysis of primary material sources, particularly CO2 and H2. To achieve this, a multi-criteria framework is used to identify the most suitable CO2 and H2 sources for conversion processes. Industrial CO2 sources—from power plants to ethanol fermentation—and hydrogen sources, whether from dedicated production or as by-products, are evaluated based on environmental, economic, and technical criteria. The study concludes that CO2 from steam methane reforming, iron and steel industries, ethylene oxide production, and other high-concentration industrial sources represent the best choices for sustainable methanol synthesis. Likewise or similarly, hydrogen is most sustainably obtained as a by-product of various industrial processes or produced through cost-effective electrolysis powered by solar or wind energy. Using a Cu/Zn/Al2O3 catalyst, the reaction of three moles of hydrogen with one mole of CO2 at 250 °C and 70 bar pressure resulted in the production of green methanol, with an efficiency rate of 70 % and a conversion rate of 20 %. مصرف دی‌اکسید کربن حاصل از  کارخانجات تولید سیمان، و یا دی اکسید کربن متصاعد شده از فرآیندهای پتروشیمی باعث  بروز مشکلات زیست‌محیطی مانند تغییرات اقلیمی، اثر گلخانه‌ای و وقوع پدیده‌های شدید آب‌وهوایی شده است که خطرات جدی برای زندگی انسان به‌همراه دارند. استفاده از فن‌آوری‌های جذب، خالص‌سازی، ذخیره‌سازی و استفاده از کربن (CCSU) یکی از رویکردهای امیدوارکننده در این زمینه به‌شمار می‌رود. در این کار تحقیقاتی مناسب‌ترین منابع برای بهره‌برداری یکپارچه از گاز دی اکسید کربن متصاعد شده و هیدروژن تولید شده با استفاده از الکترولیز آب با برق تجدید‌پذیر مانند انرژی خورشیدی معرفی شده است. هیدروژناسیون گاز در اکسید کربن  یکی از پیشرفته‌ترین فن‌آوری‌ها برای مصرف دی اکسید کربن  محسوب می‌شود. ارزیابی پایداری این فرآیند، مستلزم تحلیل جامع منابع اولیه مواد، به‌ویژه CO2 و H2 می‌باشد. در این مقاله، یک چارچوب چند معیاره را برای شناسایی مناسب‌ترین منابع CO2 و H2 جهت فرآیندهای تبدیل ارائه شده است. منابع مختلف CO2، از نیروگاه‌ها تا تخمیر اتانول، و H2، از تولید اختصاصی تا هیدروژن به‌دست‌آمده به‌عنوان محصول جانبی، براساس معیارهای زیست‌محیطی، اقتصادی و فنی مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس با استفاده از کاتالیزور متداول تولید متانول، Cu/Zn/Al2O3 متانول سبز تولید شد. از واکنش سه مول گاز هیدروژن و 1 مول گاز دی اکسید کربن در دمای 250° و فشار 70 بار متانول سبز تولید شد. نتایج نشان داد که CO2 حاصل از ریفرمینگ بخار متان، صنایع آهن و فولاد، تولید اتیلن اکسید و سایر منابع نقطه‌ای با غلظت بالا از نظر پایداری بهترین گزینه‌ها برای تامین دی اکسید کربن مورد نیاز این واکنش می باشند. همچنین، مشخص شد که H2 زمانی پایداری بیشتری دارد که به‌عنوان محصول جانبی فرآیندهای مختلف به‌دست آید یا از طریق الکترولیز آب با برق حاصل از انرژی خورشیدی و یا  انرژی بادی به‌طور کم هزینه تولید شود. راندمان تولید متانول در این واکنش 70% و تبدیل گاز هیدروژن و دی اکسید کربن به متانول 20% اندازه‌گیری شد. https://pr.ripi.ir/article_1492_e655c7716a4b3ea67f48c6322fc42ed6.pdf

پژوهشگاه صنعت نفت پژوهش نفت 2345-2900 35 1404-1 2025 04 21 Calculation of Thermophysical Properties of Syn-gas at Low Pressures Using an Extended Morse Potential محاسبه خواص ترموفیزیکی گاز سنتز در فشار پایین با استفاده از پتانسیل بین مولکولی مورس تعمیم یافته 173 195 1502 10.22078/pr.2025.5556.3468 FA ابراهیم نعمتی دانشکده شیمی ارومیه، دانشگاه ارومیه، ایران علی مقاری دانشکده شیمی، دانشکدگان علوم پایه، دانشگاه تهران امیرحسین جلیلی گروه فن‌آوری‌های تصفیه گاز، پژوهشکده فن‌آوری‌های فراورش و انتقال گاز، پژوهشگاه صنعت نفت 0000-0003-3129-5908 Journal Article 2024 10 26 In this study, the intermolecular potential between H2–H2, CO–CO, and H2–CO pairs was obtained using the direct inversion method, which entailed the analysis of experimental data on viscosity and the second virial coefficient. Subsequently, the obtained potential was fitted using a Morse-Spline-Van der Waals (MSV) stepwise model. The MSV model was subsequently employed to calculate a series of transport properties, including viscosity, diffusion coefficient, thermal diffusivity, and the second virial coefficient, for pure hydrogen, pure carbon monoxide, and hydrogen-carbon monoxide mixtures. A comparison of the calculated values with the reliable experimental data reveals that the MSV intermolecular potential, with an average relative percentage deviation of 0.61% for viscosity and 1.15% for the diffusion coefficient, is an excellent representation of the thermophysical properties of the aforementioned systems. The results were obtained with a high degree of accuracy, particularly in comparison to the methods based on the corresponding states laws of Chang (AAD% = 8.97), Lucas (AAD% = 2.87), and Supertrap (AAD% = 4.00). This article presents the numerical values of the thermophysical properties of pure hydrogen and carbon monoxide and their mixture as a function of temperature, with a particular focus on their practical and engineering applications. در این پژوهش ابتدا پتانسیل بین مولکولی با استفاده از روش وارونی مستقیم داده‌های تجربی ویسکوزیته و ضریب دوم ویریال برای برهم‌کنش H2–H2، CO–CO و H2–CO به‌دست آمد. پتانسیل به‌دست آمده توسط مدل سه ضابطه ای مورس- چند جمله‌ای-وندروالس (MSV) برازش گردید. سپس با استفاده از مدل MSV خواص انتقالی (شامل ویسکوزیته، ضریب نفوذ و نفوذپذیری گرمایی) و همچنین ضریب دوم ویریال برای هیدروژن خالص، کربن مونواکسید خالص و مخلوط هیدروژن-کربن مونواکسید محاسبه گردید. مقایسه مقادیر محاسبه شده در این کار با داده‌های تجربی معتبر نشان می‌دهد که پتانسیل بین مولکولی MSV، با میانگین درصد انحراف نسبی بسیار پایین (برای ویسکوزیته 61/0=AAD% و برای ضریب نفوذ 15/1=AAD%)، خواص ترموفیزیکی سیستم‌های خالص و مخلوط فوق الذکر را با صحت بسیار بالایی نسبت به روش‌های مبتنی بر حالات متناظر چانگ (97/8=AAD%)، لوکاس (87/2=AAD%) و سوپرترپ (00/4=AAD%) به‌دست می‌دهد. در این مقاله مقادیر عددی خواص ترموفیزیکی هیدروژن و کربن مونواکسید خالص و مخلوط آنها جهت کاربردهای عملی و مهندسی به‌صورت تابعی از دما ارائه شده است.    https://pr.ripi.ir/article_1502_77f959f119f4fb2321e9ce801e2f5163.pdf