مقدمه

افزایش انتشار آلودگی های ناشی از صنایع شیمیایی که سالانه از سوی برنامه ی محیط زیست سازمان ملل اعلام می شود زنگ خطر را برای زندگی یالم در کوه خاکی به صدا درآورد از این رو باید در این زمینه تحقیقات گسترده ای صورت گیرد. از جمله اقداماتی که باید انجام شو. فاصله گرفتن از سوخت های فسیلی و تولید انرژی های پاک است تا میزان تولید آلاینده ها به میزان چشم گیری کاهش یابد. سالانه در حدود ۴۰میلیون تن گاز گلخانه ای ناشی از سوخت های فسیلی وارد جو می شود هیدروژن یکی از منابع بسیار انرژی به شمار می آید که سوختن آن هیچ گونه آلودگی تولید نمی کند.

از این رو سرمایه گذاری در این زمینه به منظور تامین انرژی مورد نیاز در صنایع شیمیایی از مهمترین این اقدامات به حساب می آید.امروزه با انجام فرآیندهای چون تبدیل هیدروژن زدایی تجزیه آمونیاک و مانند آنها در سامانه راکتور غشایی،می توان هیدروژن خالص تولید کرد و به این ترتیب واکنش افراد می شود و عین حال یز سوخت مورد نیاز صنعت به دست می آید با انجام واکنش در راکتور غشایی،به دلیل متفاوت بودن انواع غشاها و انواع راکتورها قدرت تصمیم گیری در نحوه مدیریت انجام فرآیند افزایش می یابد.از این رو می توان با بهره گیری از این سامانه حین انجام واکنش مواد مطلوب و مورد نظر راجداسازی کرد.

فناوری جدید راکتورغشایی

امروزه فناوری غشایی در صنعت جانی و کشور ایران جایگاه بسیار مهمی یافته که از جمله کاربردهای آن می توان به فرآیند امسر معکوس برای شیرین سازی آب دریا اشاره کرد . در واقع ،این فناوری جدید در چند دهه اخیر به جایگزینی مناسب برای عملیات تقطیر و جذب در کشورهای توسعه یافته تبدیل شده است. در این میان یکی از فرآیندهای غشایی نیز که در سال اخیر بسیار مورد توجه پژوهشگران قرار گرفته فناوری راکتورهای غشایی است در دهه اخیر با رشد فناوری های غشایی مفهوم ترکیب کردن واکنش با فرآیندهای جداسازی غشایی در یک واحد عملیاتی ،به عنوان یک سامانه بسیار سودمند با هدف بهبود گازها بازده و اقتصاد فرآیند معرفی شده است.

به طور کلی از مزایای راکتورهای غشایی نسبت به راکتورهای معمولی می توان مورد زیر را برشمرد.

اگر غشایی مورد استفاده از عبور دهی اتخابی دامنه داری برخورد باشد می توان از طیق این تجهیزات محصول خالص و با ارزشی مانند هیدروژن بدست آورد با داسازی یک یا چند محصول توسط غشا از محیط واکنش،می توان به محدودیت های متعادل ترمودینامیکی واکنش ها غلبه کرد که به بهبود بازده واکنش می انجامد.

توانایی جا به جایی تعادل ترمودنامیکی با بهره گیری از غشا می تواند به افزایش میزان تبدیل در همان دما و یا کاهش دما در همان میزان تبدیل شود.

کاهش دمای هملیاتی به ایجاد راهکارهای جدید انجاامیده به طوری که می توان از منابع انرژی گرمایی حاصل از گازهای خوجی از توربین گازی و انرژی خورشیدی برای این منظور بهره گرفت *کاهش دمای عملیاتی به کاهش هزینه تهیزات ایمنی مورد نیاز می انجامد *با ادغام دوفرآیند جداسازی و واکنش ،هزینه تجهیزات و انرژی مصرفی با حد چشمگیری می یابد

انواع راکتورهای غشایی

غشاء و راکتورهای غشایی را در تقسیم بندی های گوناگون گنجانده اند که راکتور غشایی را می توان به اساس جنس غشاء یا نوع راکتور تقسیم بندی کرد اغلب راکتورهای غشایی به صورت بستر پر شده کاتالیستی به کار گرفته می شود که غشایی به کار رفته نقش جدا کننده را دارد. به این سامانه ها راکتورغشایی (PBMR) بستر پر شده گفته می شود. در راکتورهای غشایی کاتالیستی (CMR)غشاء هم به عنوان لایه جداکننده و هم به عنوان لایه کاتالیستی عمل می کند . در این نوع راکتورها،خود غشا می تواند خاصیت کاتالیستی داشته باشد و یا با پوشش دهی لایه کاتالیستی به روی غشای چگال،رسوب دادن ذرات کاتالیستی به روی حفره های غشاء یا افزودن مواد کاتالیستی به غشا در مرحله قالب ریزی می توان نقش کاتالیستی را به غشای مورد نظر افزود. ای در حالی است که غشاهای مورد استفاده در راکتور غشایی از نوع FTCMR به عنوان گونه ای از غشا های به کار رفته در راکتورهای غشایی از نوع CMRبه شمار می رود که در آنها ذرات کاتالیستی در درون حفره ها و ساختارمتخافل غشا قرار می گیرند وهنگام عبور مواد واکنش دهنده از داخل غشا به عنوان جایگاه فعال عمل می کنند و در نهایت محصولات را تولید می کنند . غشاهای CNMRغالبا به عنوان توزیع کننده به کار گرفته می شوند. در این نوع راکتورغشایی یکی از مواد واکنش دهنده توسط غشا در طول راکتور با بستر کاتالیستی پخش می شود. این راکتور غشایی غالا برای واکنش های اکسایش جزئی هیدروکربن ها و پخش اکسیژ در طول راکتور به کار می رود. بهبود انتخاب پذیری و بازده در نتیجه توزیع مناسب و کاهش احتمال انفجار از جمله مزایای استفاده از این نوع راکتورهای غشایی است.

در یک تقسیم بندی دیگر ،راکتورهای غشایی را به دو گروه آلی و غیرالی دسته بندی می کنند که در ادامه به توضیح  این دو گروه واکنش هایی که در آن ها انجام می شود خواهیم پرداخت.

راکتورهای غشایی آلی

۳-۱-۱راکتورهایی غشایی بسیاری : ترکیب واکنش و غشاء با بهره گیری از غشاهای کاتالیستی بسیاری می تواند به ایچجاد امکانات و توانایی های جدیدی در این زمینه انجامد که این کار را از دمیر و همکارانش در سطح گسترده ای مطالعه کردند غشاهای بسسیاری به دلیل قابلیت گسترده در ترکیب شدن با مواد دیگر و تشکیل ترکیب جدیدی با خواص متفاوت به ایجاد شاخه جدیدی در علوم مرتبط با غشاء و راکتورهای غشایی شده است. مثلا :

وقتی یک کاتالیست ناهمگن (مانند خوشه های فنری،زئولیست و کربن مغان )به پیکره بسیار اضافه شود به افزایش جذب و انتخاب بسیار می انجامد. از سوی دیگر،به دلیل تنوع زیاد غشاهای بسپاری،نسبت به غشاهای فلزی و سرامیکی،قدرت مانور در اتخاب راکتورغشایی افزایش می یابد به دلیل پیشرفت های شتابان در زمینه بسپار این دسته راکتورها جایگاه ویژه ای در صنعت جداسازی گاز یافته اند.

یکی از عیب های بزرگ راکتور غشایی بسپاری محدود بودن گستره دمایی

گستره دمایی این نوع راکتورهاست . زیرا بسپارها توانایی تحمل دماهای بالا را ندارند که این عامل نقش غشاهای سرامیکی و فلزی را پر رنگ تر می کند.

بسپارهای آلی از مهمترین موادی اند که در غشاهای جداسازی گازها مصرف می شوند. بسیاری از بسپارها از انتخاب پذیری مناسبی برای گازها برخوردارند و آنها را می توان به سادگی در راکتورهای غشایی به کار برد. اما در بین مواد غیرآلی ،آلیاژهای پالادیوم تنها موادی اند که برای جداسازی گازها (تولیدهیدروژن فوق خالص)در مقیاس صنعتی از آنها استفاده می شود. در دو دهه اخیر ،بسپارهای گوناگونی در پژوهش ها به منظور ساخت غشاهای جداسازی گاز در راکتور ها ارائه شده است بزرگ ترین گروه این بسپار ها شاید پلی ایمیدها باشند. بااین حال در بین این بسپارها نزدیک به ۱۰ نوع آنها در جداسازی گازها در مقیاس صنعتی به کار گرفته شده اند در جدول (۲)تعدادی از بسپار ها درج شده اند.استات سلوکز،پلی سولندن ویلی سولندن و پلی ایمیدها از جمله مهمترین بسپارهایی که در جداسازی گاز ها به کار می روندو مصرف می شونددر راکتورهای غشایی بسپاری واکنش های مهم زیادی انجام می شود که برخی از آن ها عبارتند از ،اکسایش،هیدروژن زدایی و همپارش که در ادامه به آنها اشاره می شود.

راکتورهای غشایی غیرآلی

راکتورهای غشایی ژئولیتی

در سال های اخیر استفاده از غشاهای زئولیتی که جزو مواد متخافل اند،در تعداد محدودی از فرآیندهای صنعتی رواج یافته است. این غشاها،غشاهای ترکیبی چند لایه اند که از طریق پوشش دهی یک لایه گزینش پذیر رئولیتی بر  روی نگهدارنده سرامیکی تشکیل می شوند. غشاهای ژئولیتی از طریق عملیات تبلور مستقیم محلول ژئولیتی،تحت دما و فشار بالا بر روی پایه ها ساخته می شوند.این غشاها توسط شرکت های میتسورو سولزر برای آب زدایی الکل ها با فرایندتراوش تبخیری به بازار آمدند. این غشاها اغلب به صورت لوله ای و چند گذر ساخته می شوندو در شرایط بالای دمای تقابل مصرف اند. مشکل اصلی این نوع غشاها،شارکم آنها در مقایسه با سایر غشاءهای غیرآلی است. یکی از مشکلات مهم دیگر آثار گرما در آنهاست زئولیت ها ممکن است دستخوش انبساط متنی دمایی شدند،یعنی در دمای بالابچرو کند ولی محافظی که زئویت بر آن سوار شده یا حتی ذرات بلوای که درون زئویت قرار گرفته اند . به صور پیوسته با افزایش دما منبسط می شوند،ابن امر موجب تنش های گرمایی بین زئویت و مواد دیگر می ود.

راکتورهای غشایی فلزی

هرچند اغلب فرآیندهای جداسازی گازدار مقیاس صنعتی از غشاهای بسپاری بهره می برند.اما گرایش به استفاده از غشاهای فلزی به دلیل دوام زیاد آن ها در دمای بالا،رو به افزایش است راکتورهای غشایی دما بالا  تولید هیدروژن بسپار خالص به منظور استفاده در پیل های سوختی از شاخص ترین کاربردهای غشایی فلزی به شمار می آیند،غشاهای پالادیمی ،دلیل شار و انتخاب پذیری مناسب  برای کاربرد در فرایندهای هیدروژن زدایی و هیدروژن دار کردن مورد توجه قرار گرفته اند ولی کاربرد این نوع غشاها به دلیل هزینه بلای آن آن ها با مشکل مواجه شده است علاوه بر این به دلیل تولید محدود این فلز در جهان قیمت آن در سال های اخیر دچار نوسان های زیادی بوده است. اخیرا نوعی نشانی فلزی نازک با لایه ای در حد چند میکرون از جنس پالادیوم بر روی پایه های مختلف سرامیکی و فلزی ساخته شده اند که نتیجه آن کم کردن هزینه و بلا بردن مقاومت مکانیکی و شابیشتر است،غشاهای متراکم انتخاب پذیر با تراوایی زیاد برای هیدروژن که از تیتانیم، نیکل، وانادیم،ثانتالیم ساخته می شود موجودند که نسبت به پالادیم و آلیاژهای آن از قیمت کمتری برخوردارند و شکل سازکار نفوذ هیدروژن در غشایی پالادیمی را مشاهده می کنید.

راکتور غشایی پروسکایلیتی

هر نوع ماده ای را که ساختار آن شبیه ساختار بلوری –تیتانیم،کلسیم اکسیر باشد پروسکایت می نامند. نام این ماده از مواد معدنی گرفه شده که برای اولین بار ر کوره های اورال روسیه توسط گمساورز در سال ۱۸۳۹ کشف شد.

اولین گزارش از نفوذ اکسیژن از طریق مواد پروسکایت مایع را در سال ۱۹۸۵ تراک و همکاران ارائه دادند آنان بر این کار تحقیقاتی،شاراکسیژن از طریق صفحات قرصی شکل پروسکالیت،به ضخامت ۱۰میلی متر را مطالعه کردند بعد از ۲۰سال از این گزارش ،هنوز هیچ گونه اقدام صنعتی در این زمینه انجام نشده است که دلیل آن غالبا وجود مشکلات مختلف در عملیات آماده سازی و آب بندی غشا در دمای بالا ذکر می شود (شمار اکسیژن از این نوع غشا ها نیاز به دمای بالا دارد.

از کاربردهای اخیر راکتورهای غشایی پروسکایتی که در سال ۲۰۹توسط سان و همکارانش ارائه شد.اسید کردن آمونیاک و تبدیل آن به نیتروژن موتوکسید برای تولید نیتریک اسید بود که ۸۰ درصد آن در تولید کود مصرف می شود باید گفت که قسمت اعظمی از این تبدیل بر روی کاتالیزگر آلیاژی پلاتیت +رودیم انجام می شود.

راکتورهای غشایی سیلیس

غشاهای سیلیسی نمونه بسیار در خور توجهی از غشاهای ریز متخلفل اند که انتخاب پذیری خوب به همراه عبور دهی بالایی در جداسازی هیدروژن را بروز می دهند.

بیشترین بررسی ها و و مطالعات بر روی غشاهای پی رینت سیلیسی که تا دمای بالایc  ۹۰۰ پایدارند،انجام شده است غشاهای سیلابی از لحاظ گرمایی و شیمیایی نسبت به سایر غشاها مانند غشاهای بسپاری،از پایداری و استحکام مکانیکی مطلوبی برخوردارند . در جداسازی های هیدروژن در واکنش تبدیل،با ستفاده از راکتورهای غشایی،غشاهای پالادیمی،غشاهای کامپوزیت بالادیمی و غشاهای سیلیسی که به دو روش سل-ژن و CVI تهیهمی شوند دارای اهمیت زیادی اند طول عمر غشاهای سیلیسی در مقایسه با سایر عشاها درازتر است و امکانتمیز کردن این غشاها با استفاده از مواد شیمیایی در دماهای بالا وجوددارد فرآیندهای تولید غشاهای سیلیسی،برخلاف تولید سایر غشاها این امکان را فراهم می آورد که بتوان غشاهای سیلیسی بدون غیبت با حوزه های با ساختارهای نرمال مولکولی تولید کرد.

کاربردهای راکتورهای غشایی بستر پر شود

در ادامه با توجه به آشیانی با انواع  راکتورهای غشایی به بررسی و تحلیل کاربردهای متنوع راکتورهای غشایی در فرآیندهای مختلف خواهیم پرداخت

فرآیند هیدروژن زدایی

هیدروژن زدایی عبارت ست از فرآیندی که طی آن هیدروژن از ساختار ترکیب جدا می شود،این فرآیند به شدت گرماگیر است و در دمای بالا انجام می شود هیدروژن زدایی در صنایع مختلف،از جمله پلاستیک مواد روان ساز و مواد منفجره کاربرد دارد .

فرآیند تبدیل به بخار

گاهی تبدیل به بخار (SR) را تحت عنوان تبدیل با بخار متان از یک منبع گاز داغ به درون لوله هایی که درآن واکنش کاتالیستی رخ می دهد،می شناسند که در آن هیدروکربن های سبک مانند متان ، اتان زیست گاز،با مواد خام پالایشگاه،متانول،اتانول و گلیسرین در حضور بخار،به هیدروژن و کربن مونوکسید(گاز ستز)تبدیل می شوند. در ادامه گاز سنتر در واکنش مشارکت و هیدروژن کربن دی اکسید تولید می کند که اکسیرهای متیل از مصرف با تکه بر روش جذب بر اساس اختلاف فشار(osn)سبب جذب ناخالصی های جریان گاز سنتز می شدند و خروج گاز هیدروژن خالص می انجامد.

فرآیند اکسایش جزئی

اکسایش جزئی از جمله فرآیندهای صنعتی است که از آن برای تولید هیدروژن یا گاز سنتز بهره می گیرند و واکنش شیمیایی و استوکیومتری آن از این قرار است

cxhy+0/5xo₂   =   xco+0/5₂h₂

اکسایش جزئی از تبدیل با بخار بهتر است زیرا هم واکنش غیر کاتالیستی است و نیاز به انرژی خارجی ندارد، و هم فرایز در دماهای ۱۴۰۰تا ۱۷۰۰کلوین فشار ۱۰تا ۳۰ بار انجام می شود به منظور جلوگیری از جداسازی نیتروژن از اکسیژن خالص به جای هوا در فرایند استفاده می شود که در این فرآیند برای کاهش دما می توان از کاتالیست نیزسود جست. اشکال عمده این فرآیند در مقایسه با تبدیل در حضور بخار آب ،کم بودن میزان محصول هیدروژن است.

واکنش تبدیل خود گرما(ATR)

آمیزه ی دو واکنش اکسایش جزئی و تبدیل در حضور بخار آب به صورت ATR انجام شده است.در این واکنش بخار و اکسیژن به عنوان خوراک وارد می شوند نسبت اکسیژن به سوخت می تواند به منظور تنظیم دمای زایند تغییر می کند. ابتدا اکسیژن با ماده اولیه (سوخت) واکنش داده می شود و گرما تولید می شوند سپس گرمایی تولید شده در واکنش تبدیل بخار مشارکت می کند و واکنش بر روی کاتالیست انجام می شود. به دلیل مصرف گرمایی که خود واکنش تولید می کنند ،آن را خودگرما می نامند. در این فرایند،هیدروژن تولید در اکسایش جزئی بیشتر و از تبدیل به صفر بخار آب کمتر است اما نیز به هیچگونه منبع خارجی انرژی ندارد. واکنش تبدیل خودگرما از اکسیژن و کربن دی اکسید یا بخار در واکنش با هیدروکربن های مختلف به منظور تولید گاز سنتز استفاده می کند این واکنش در محفظه ای انجام می گیرد که در آن هیدروکرین به صورت جزئی اکسید م شود واکنش ناشی از اکسایش گرمازاست.وقتی در واکنش از کربن دی اکسید استفاده می شود،نسبت H₂CO تولیدی۱:۱است و زمانی که از خار استفاده نشود نسبت _۲H₂CO معادل ۱: ۵/۳ بدست می آید.

نمونه ای از یک واکنش خود گرما که در راکتور غشایی پالادیمی در دمای ۶۰۰ درجه سیلسیوس و فشار ۵ اتمسفر انجام می شود از این قرار است:

C₂H₅OH+3H₂+(1/2)O₂          ۲CO₂ + 5H₂

واکنش همپارش

همپارش یکی از واکنش های مهم در صنایع پتروشیمی به شمار می آید که کاربرد راکتورهای غشایی کمک شایانی به این فرآیند کرده است مثلاً واکنش همپار زایلین یک فرآیند مهم در صنایع پتروشیمی است که اصلی ترین مرحله آن به دست آوردند پارا – زابلین از همیارهای کم مصرف آن داورتوزایلن – متازایلن) است در دهه های اخیر تلاش زیادی در جهت گسترش همپارش انتخابی زایلن و کاهش هزینه های جداسازی آن انجام شده است .

در سامانه راکتور غشایی ،فرآیند همپارش زایلین و جداسازی به طور همزمان انجام می شود که بیشتر در راکتور MFI براساس غشاهای زئولیتی تحقق می یابد .

با جذب سریع و انتقالی پارازایلن از محیط واکنش عملکرد واکنش به سرعت افزایش می یابد و به سوی محصول بالا دستی و انتخاب پذیری بیشتر پیش می رود دستیابی به شار بالا با استفاده از این راکتور غشایی در واکنش همپارش نیاز به گسترش این سامانه دارد .

فرآیند تجزیه آمونیاک

آمونیاک که به دلیل محتوای هیدروژن زیادش یکی از حامل های مطلوب انرژی هیدروژنی به حساب می آید این ماده چون کربن ندارد و مایع هم هست.

از لحاظ زیست محیطی نیز مشکلی به وجود نمی آورد. واکنش تجزیه آمونیاک واکنش گرماگیر است و در شرایط محدود تر ترمودینامیکی انجام می شود واکنش تجزیه آمونیاک از این قرار است:                                 ۲NH₅   =  N₂+3H₂

از مزیت های مطلوب مصرف آمونیاک به عنوان حامل انرژی،می توان به این امر هم اشاره کرد که بر اثر تجزیه آن،گازهای گلخانه ای مانندCO و CO₂ تشکیل نمی شوند تاکنون در زمینه کاربرد فرآیند تجزیه آمونیاک در راکتورهای غشایی چندان مقاله های نگاشته و منتشر شده است در یک کار تحقیقاتی برای فرایند تجزیه آمونیاک،از یک راکتور غشایی جدید استفاده شد این راکتور غشایی از یک لایه سیلیسی به منظور جداسازی و یک پایه کاتالیستی به منظور انجام واکنش تجزیه آمونیاک بهره گرفته شده

فرآیند تجزیه نیتروژن و کربن اکسیدها

نیتروژن اکسیدها (No_n ,Le,No,No₂,N₂o) از جمله مهمترین آلوده کننده های هوا به شمار می آیند که باعث ایجاد دود فتو شیمیایی،باران اسیدی،کاهش ازن و تغییرات آب و هوایمی شوند روش مرسوم برای جذب آلودگی No_x ،کاهش آن به N₂ با استفاده از آمونیاک،اوره هیدروژن ،کربن منوکسید و هیدروکربن ها به عنوان عوامل کاهنده است واکنش تجزیه N₂oاز لحاظ سینتیکی واکنشی محدود کننده است که اکسیژن تولید شده آن را کنترل می کند.

N₂O(y) = N₂+ O₂

اکثر کاتالیست های پروسکایتی تحمل همزیستی با O₂ را ندارند زیرا OC  جذب شده جاگاه های محال برای تجزیه N₂O را مسدود می کند که با استفاده از راکتورغشایی MBIC اکسیژن کنترل کننده می تواند به صورت یونO² را از طریق غشا خارج شود N₂O(g) = N₂+O     N₂+ O₂

بر اساس واکنش بالا،تجزیه کامل N₂O در راکتور غشایی امکان پذیر است برای افزایش نیروی محرکه انتقال اکسیژن از طریق غشاء از متان و اتان به عنوان گاز روبنده در بخش محصولات استفاده می شود تا اکسیژن نفوذ کرده را به مصرف برساند.

در سال ها اخیر تحقیقات زیادی در زمنه جذب CO₂ انجام گرفته است. یکی از روش های مهم در مصرف CO₂، تجزیه گرمای آن به CO وO₂ است. زیرا CO می تواند به عنوان ماده خام در سنتز مواد پایه شیمیایی مصرف شود.با توجه به این که این واکنش بسیار گرماگیر است  و در دمای بالا اتفاق می افتد انجام آن در راکتور بستر ثابت معمولی بسیار دشوار است. در راکتورهای سرامیکی متراکم،تجزیهCO₂ می تواند با واکنش اکسایش جزئی متان (POM )همراه شود که به عنوان تامین کننده اکسیژن این واکنش عمل می کند و سرعت نفوذ در تجزیه CO₂ نقش اساسی دارد.

نتیجه گیری کلی

 در سالهای اخیر با رشد فناوری های غشایی،مفهوم ادغام فرایندهای جداسازی غشایی و واکنشی در یک واحد،ابزاری بسیار توانمندبه منظور بهبود بازده و شرایط اقتصادی و بازار فرایند مطرح شده است. به این ترتیب،ارائه سامانه راکتورهای غشایی به عنوان راهکاری ندید بخش پیش روی محققان قرار گرفته است. در این تحقیق،در ابتدا کلیاتی در مورد انواع راکتورهای غشایی از حمله راکتورهای غشایی بسپاری ،فلزی،پروسکایتی و سیلیسی بررسی شد. با توجه به تمرکز این تحقیق بر روی کاربرد راکتورهای غشایی در فرآیندهای شیمیایی،مطالعات کتابخانه ای روی کاربرد راکتورهای غشایی در فرایندهای تبدیل با بخار آب،تبدیل جزئی،تبدیل خود گرما ،هیدروژن زدایی،همپارش،تجزیه آمونیاک و تجزیه گازهای No_z , CO₂ متمرکز شد. باتوجه به مصرف روز افزون سوخت های فسیلی و در پی آن ایجاد آلاینده هایی تحت عنوان گازهای گلخانه ای،استفاده و تولید سوختی جایگزینی و پاک بدون آلودگی زیست محیطی،از اهمیت زیادی برخوردار است. در همین جهت ،استفاده از فناوری راکتورهای غشایی در فرایندهای یاد شده در این تحقیق می تواند نوید بخش این امر باشد که یک سو می توان به سوخت پاکی مانند هیدروژن دست یافت. و از سوی دیگر هم صورت استفاده از منابع سوخت فسیلی،می توان گازهای گلخانه ای را با استفاده از این فناوری به ترکیباتی کم مخاطره تبدیل کرد.