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我院极端条件热物理与能源系统团队在分布式制氢领域取得新进展
点击数: 次 发布时间:2022-01-06 作者: 来源:

我院唐大伟教授团队在分布式制氢领域取得新进展,相关成果以“A high temperature tubular reactor with hybrid concentrated solar and electric heat supply for steam methane reforming”为题发表于期刊Chemical Engineering Journal》(IF13.27论文的第一作者为我院博士生马靖,通讯作者为唐大伟教授和李林副教授。其余相关成果申请并授权项发明专利一项、实用新型专利两项,同时获得企业资助支持。

太阳能光热驱动的蒸汽甲烷重整是实现能源脱碳、升级和利用的有效途径,其中分布式太阳能热化学反应器(STR)被广泛研究。STR是实现太阳能光--化学转化的关键部件。然而,目前的STR存在导热性能差和受太阳能辐照度制约的问题。团队提出一种基于高温热管的管式反应器,突破目前制氢反应器技术瓶颈,实现了太阳能光热与光伏电的混合能源供应的全时长产氢。

考虑到甲烷蒸汽重整是强吸热过程,因此,强化反应器传热性能是提升光--化学转化率的有效手段,研究团队设计了具有相变金属及毛细心的同心高温热管热化学反应器。研究表明:(1)反应器响应速度较快,且均温性为96.5%,高于传统STR60%以上,有效避免反应过程中反应器局部过热和催化剂烧结。(2)反应器运行稳定,在全时长制氢过程中,甲烷转化率达96%以上,氢气纯度高于70%,且光--化学能量转化达到40%以上。该研究实现了分布式太阳能利用及高效能源转换,同时指明了STR的发展方向。

以上工作得到国家自然科学基金、海洋能源利用与节能教育部重点实验室、大连市重点领域创新团队的大力支持。

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721036524


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