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题名太阳能驱动天然气转化制化学品研究进展
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作者
张荀
余旺
曹玥晗
郑珩
王大军
周莹
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机构
西南石油大学油气藏地质及开发工程全国重点实验室
西南石油大学新能源与材料学院
西南化工研究设计院有限公司多孔材料与分离转化全国重点实验室
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出处
《低碳化学与化工》
北大核心
2025年第8期67-78,122,共13页
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基金
国家杰出青年科学基金(52325401)
四川省“揭榜挂帅”项目(2023YFG0375)
中国博士后科学基金特别资助(2024T170747)。
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文摘
在“双碳”目标推动下,能源结构正加速向清洁化、低碳化方向转型。相较于煤炭和石油,天然气具有较低的碳氢比,是最清洁的化石能源之一,广泛应用于制氢及高值含碳化学品的生产,在构建新型能源体系中发挥着关键作用。虽然目前工业广泛采用的天然气蒸汽重整制氢以及两段天然气制甲醇等技术成熟,但普遍存在工艺复杂、能耗高的问题,所导致的碳排放难以契合低碳发展的要求。太阳能因具有资源丰富、清洁低碳和可再生等优势,为天然气转化制化学品的低碳化发展提供了新的解决思路。一方面,可通过太阳能替代传统化石能源作为供能方式,降低生产过程中的碳排放量;另一方面,借助太阳能驱动的反应路径实现反应优化,有望简化传统工艺流程。综述了太阳能间接驱动与直接驱动天然气转化制化学品的最新研究进展,重点阐述了太阳能驱动天然气碳氢联产与太阳能直接驱动天然气转化制化学品等技术的原理与研究现状,并对催化材料与反应系统的设计提出了展望,同时指出太阳能未来亦可与其他新能源形式协同使用,可为天然气转化制化学品的绿色低碳转型提供参考。
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关键词
太阳能
天然气
氢气
高值含碳化学品
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Keywords
solar energy
natural gas
hydrogen
high-value carbon-containing chemicals
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分类号
TE09
[石油与天然气工程]
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题名光热催化甲烷低碳转化技术进展
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作者
黄泽皑
朱旗
胡伟
刘静
王大军
郑珩
周莹
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机构
西南石油大学新能源与材料学院
西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室
西南化工研究设计院有限公司多孔材料与分离转化全国重点实验室
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出处
《低碳化学与化工》
北大核心
2025年第8期92-105,共14页
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基金
四川省揭榜挂帅项目(2023YFG0375)。
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文摘
在“碳中和”目标的推动下,甲烷的高效转化与低碳利用成为能源化学领域的研究热点。传统热催化技术因依赖化石能源与高碳排放面临瓶颈,而太阳能驱动的光热催化技术通过协同光激发与热能活化机制,为甲烷转化提供了新的路径。系统综述了光热催化甲烷蒸汽重整、甲烷干重整与甲烷裂解3种典型技术的研究进展,重点探讨了光热催化在能量传递优化、催化剂设计及系统集成中的创新突破:光热协同效应通过局域光热场重构与电子态调控显著降低了甲烷活化势垒,纳米结构催化剂的界面电荷分离与氧空位工程提高了其抗积炭性能和反应选择性,反应器设计结合储能技术提高了太阳能动态利用效率。尽管在光热催化机制与能质传递方面已取得重要进展,仍需提高广谱吸光材料稳定性和规模化反应器传热传质效率,并优化光-热-物质多场耦合等。未来,需强化多能协同系统开发与智能化调控策略研究,推动光热催化甲烷转化技术向低碳化、高值化的工业应用体系迈进。
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关键词
太阳能驱动
光热催化
甲烷转化
催化剂设计
系统集成
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Keywords
solar-driven
photothermal catalysis
methane conversion
catalyst design
system integration
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分类号
TE06
[石油与天然气工程]
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