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生物质热化学转化制备绿氢研究进展
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作者 孙仲顺 刘根 +4 位作者 程春昱 李美昕 杨宪坛 吴志强 杨伯伦 《化工进展》 北大核心 2025年第5期2667-2682,共16页
绿色氢能被视为最具潜力的能源之一,其应用对促进能源转型、助力碳减排、推动可持续发展具有重要意义,而清洁、可再生的生物质资源(约35×10^(8)t/a)为绿氢的生产提供了一种可持续的原料选择。本文首先从制氢技术/碳排放角度给出了... 绿色氢能被视为最具潜力的能源之一,其应用对促进能源转型、助力碳减排、推动可持续发展具有重要意义,而清洁、可再生的生物质资源(约35×10^(8)t/a)为绿氢的生产提供了一种可持续的原料选择。本文首先从制氢技术/碳排放角度给出了绿氢的界定,并总结了绿氢制备的途径;其次,概述了生物质热化学转化制备绿氢的研究进展,重点围绕热解、气化、化学链技术制备绿氢的反应机理、影响因素和过程强化策略展开讨论,并从效率和成本等角度对比了不同绿氢生产工艺的性能;此外,还讨论了绿氢的分离与纯化工艺。分析结果表明:生物质热化学转化制绿氢成本为1.25~2.20USD/kg,产氢效率为35%~65%,氢产率约为190g/kg。比较几种制氢技术,热解串联重整制氢技术具有工艺简单、产氢速率快的优势;蒸汽气化技术在提升氢气产量和纯度方面具有优势,而化学链转化在负碳高纯氢气的生产方面具有较大的潜力。通过水气变换、酸性气体去除和氢气纯化步骤可获得高纯绿氢。最后,本文讨论了生物质热化学转化制氢的挑战,并从降低原料成本、提高制氢效率和实现CO_(2)的富集利用三个角度提出了未来发展建议。 展开更多
关键词 生物质 绿氢 热化学转化 热解 气化 化学链
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Mn_(2)O_(3)@SiO_(2)载氧体用于乙烷化学链氧化脱氢制乙烯性能研究
2
作者 王智超 梁威 +5 位作者 刘根 孙仲顺 李美昕 杨伯伦 孙冰 吴志强 《低碳化学与化工》 北大核心 2025年第8期133-143,共11页
乙烷化学链氧化脱氢(Chemical looping oxidative dehydrogenation,CL-ODH)是一种利用载氧体的晶格氧将乙烷转化为乙烯的绿色高效过程。然而,该过程往往面临反应活性或乙烯选择性难以兼顾的问题,导致乙烷转化率或乙烯选择性较低。提出了... 乙烷化学链氧化脱氢(Chemical looping oxidative dehydrogenation,CL-ODH)是一种利用载氧体的晶格氧将乙烷转化为乙烯的绿色高效过程。然而,该过程往往面临反应活性或乙烯选择性难以兼顾的问题,导致乙烷转化率或乙烯选择性较低。提出了SiO_(2)包覆Mn_(2)O_(3)载氧体的设计策略,合成了具有不同n(Mn)/n(Si)的Mn_(2)O_(3)@SiO_(2)载氧体。采用XRD、N_(2)物理吸/脱附、H_(2)-TPR和XPS等方法,对载氧体的晶相结构、织构性质、还原性能和表面物种化学状态等进行了表征。结果表明,SiO_(2)在Mn_(2)O_(3)表面形成包覆层,有助于优化载氧体的孔结构,增大载氧体的比表面积,减小Mn_(2)O_(3)晶粒尺寸,提高其分散性,从而提升反应活性。同时,SiO_(2)的引入增大了近表面Mn—O结合能,减小了晶格氧的释放速率,减小了表面非选择性氧物种含量,显著提升了乙烯选择性。在700℃、20%C_(2)H6/80%Ar(50 mL/min)和反应时间2 min条件下,n(Mn)/n(Si)为0.9的Mn_(2)O_(3)@SiO_(2)载氧体作用下,乙烷转化率达42.8%,乙烯选择性达73.4%。 展开更多
关键词 化学链 乙烷脱氢 纳米Mn_(2)O_(3) 介孔SiO_(2)
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