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光热协同甲醇水蒸气重整制氢实验和微观机理研究
被引量：
1
1
作者
闫翔昱
吕布
楚
刘启斌
《西安交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期81-88,共8页
针对太阳能光热化学甲醇重整制氢中光热耦合效应及微观机理尚不清楚的问题,采用光热化学和热化学反应对比的研究方式,与微观实验相结合,研究了光热化学甲醇重整中光和热的耦合效应,探究了光和热在微观产物转化中的反应路径。研究结果表...
针对太阳能光热化学甲醇重整制氢中光热耦合效应及微观机理尚不清楚的问题,采用光热化学和热化学反应对比的研究方式,与微观实验相结合,研究了光热化学甲醇重整中光和热的耦合效应,探究了光和热在微观产物转化中的反应路径。研究结果表明:在较低温度下,光对氢气产率的提升具有促进作用,当其与热化学达到相同氢气产率时,光热化学反应温度降低,造成这种现象的原因是光促进了水的分解、吸附态HCOO*的生成以及碳酸盐的分解,其中水在反应中的作用通过不同水醇比的实验得到了进一步验证;随着温度的升高,固定辐照度下光的促进作用逐渐降低,这是因为光对碳酸盐物质分解的促进作用随温度升高而减弱。研究阐明了光和热的耦合效应,分析了对应的微观机理,为理解光热协同机理提供了理论基础。
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关键词
光热协同
甲醇重整
制氢
微观机理
下载PDF
职称材料
太阳能热化学循环制氢研究进展
被引量：
4
2
作者
焦钒
刘泰秀
+3 位作者
陈晨
吕布
楚
龙怡彪
刘启斌
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第19期2142-2157,共16页
太阳能热化学制氢被认为是能源可持续利用最具潜力的途径之一,对推进“碳达峰、碳中和”目标的实现,缓解能源与环境危机具有重大的战略意义.直接热解水虽能实现近零碳排放制氢,然而超高的反应温度以及氢、氧产物分离难等问题,使之难以...
太阳能热化学制氢被认为是能源可持续利用最具潜力的途径之一,对推进“碳达峰、碳中和”目标的实现,缓解能源与环境危机具有重大的战略意义.直接热解水虽能实现近零碳排放制氢,然而超高的反应温度以及氢、氧产物分离难等问题,使之难以应用于规模化产氢.太阳能热化学循环间接分解水制氢,通过载氧材料循环来降低直接热解水温度,并实现氢、氧产物分步分离,将间歇、波动、能流密度低的太阳能转化为稳定、高密度的氢气化学能,受到广泛的关注和研究.然而,受限于太阳能热化学循环制氢存在的温度高、效率低、经济性差等诸多瓶颈问题,当前研究仍停留在理论分析与实验研究阶段,阻碍着该项技术的进一步发展.本文围绕太阳能热化学循环制氢,综述了不同循环体系的发展历程及重要进展,并对热化学循环所面临的主要挑战进行了讨论与建议,以期为太阳能热化学循环的研究和发展提供新见解与新思路,为太阳能燃料的高效、稳定、安全以及大规模生产奠定基础.
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关键词
太阳能
热化学循环
制氢
载氧材料
氧化还原反应
可再生能源
原文传递
Ce基太阳能热化学循环的不可逆性分析
3
作者
焦钒
陈晨
+3 位作者
刘泰秀
郑志美
吕布
楚
刘启斌
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期2852-2857,共6页
太阳能热化学制氢是太阳能利用有效途径,太阳能热化学两步循环通过载氧体的氧化还原反应实现间接分解水制氢,降低直接热解水温度并分步分离氢、氧产物,被广泛关注和研究。目前对于以CeO_(2)/CeO_(2−δ)氧化还原反应对为代表的太阳能热...
太阳能热化学制氢是太阳能利用有效途径,太阳能热化学两步循环通过载氧体的氧化还原反应实现间接分解水制氢,降低直接热解水温度并分步分离氢、氧产物,被广泛关注和研究。目前对于以CeO_(2)/CeO_(2−δ)氧化还原反应对为代表的太阳能热化学循环,系统热力学分析尚停留在能量分析层面,不可逆损失分布及原因仍需进一步探索与研究。本文通过对典型Ce基太阳能热化学循环进行不可逆性分析发现,Ce基太阳能热化学循环基于非化学计量比氧化还原特性,通过增加循环载氧体缓解工作在较低氧压下的真空泵机械损失。氧分压提升引入的循环载氧体增量,导致了高温还原与低温氧化切换过程中的较大加热、冷却不可逆损失,以及与这部分循环载氧体增量有关的辐射损失,严重降低了太阳能热化学制氢效率。降低这部分与氧分压有关的不可逆损失是提升非化学计量比太阳能热化学循环效率的关键。研究结果为太阳能热化学循环高效制氢提供了理论依据。
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关键词
热化学循环
不可逆性
太阳能
氢
熵增
原文传递
题名
光热协同甲醇水蒸气重整制氢实验和微观机理研究
被引量：
1
1
作者
闫翔昱
吕布
楚
刘启斌
机构
西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室
中国科学院工程热物理研究所
中国科学院大学
出处
《西安交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024年第1期81-88,共8页
基金
国家重点研发计划资助项目(2021YFF0500701)
国家自然科学基金资助项目(51888103)。
文摘
针对太阳能光热化学甲醇重整制氢中光热耦合效应及微观机理尚不清楚的问题,采用光热化学和热化学反应对比的研究方式,与微观实验相结合,研究了光热化学甲醇重整中光和热的耦合效应,探究了光和热在微观产物转化中的反应路径。研究结果表明:在较低温度下,光对氢气产率的提升具有促进作用,当其与热化学达到相同氢气产率时,光热化学反应温度降低,造成这种现象的原因是光促进了水的分解、吸附态HCOO*的生成以及碳酸盐的分解,其中水在反应中的作用通过不同水醇比的实验得到了进一步验证;随着温度的升高,固定辐照度下光的促进作用逐渐降低,这是因为光对碳酸盐物质分解的促进作用随温度升高而减弱。研究阐明了光和热的耦合效应,分析了对应的微观机理,为理解光热协同机理提供了理论基础。
关键词
光热协同
甲醇重整
制氢
微观机理
Keywords
photo-thermal synergistic effects
methanol steam reforming
hydrogen production
microscopic mechanisms
分类号
TK91 [动力工程及工程热物理]
下载PDF
职称材料
题名
太阳能热化学循环制氢研究进展
被引量：
4
2
作者
焦钒
刘泰秀
陈晨
吕布
楚
龙怡彪
刘启斌
机构
华北电力大学能源动力与机械工程学院
中国科学院工程热物理研究所
中国科学院大学工程科学学院
出处
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第19期2142-2157,共16页
基金
国家自然科学基金(52090061,51888103)资助。
文摘
太阳能热化学制氢被认为是能源可持续利用最具潜力的途径之一,对推进“碳达峰、碳中和”目标的实现,缓解能源与环境危机具有重大的战略意义.直接热解水虽能实现近零碳排放制氢,然而超高的反应温度以及氢、氧产物分离难等问题,使之难以应用于规模化产氢.太阳能热化学循环间接分解水制氢,通过载氧材料循环来降低直接热解水温度,并实现氢、氧产物分步分离,将间歇、波动、能流密度低的太阳能转化为稳定、高密度的氢气化学能,受到广泛的关注和研究.然而,受限于太阳能热化学循环制氢存在的温度高、效率低、经济性差等诸多瓶颈问题,当前研究仍停留在理论分析与实验研究阶段,阻碍着该项技术的进一步发展.本文围绕太阳能热化学循环制氢,综述了不同循环体系的发展历程及重要进展,并对热化学循环所面临的主要挑战进行了讨论与建议,以期为太阳能热化学循环的研究和发展提供新见解与新思路,为太阳能燃料的高效、稳定、安全以及大规模生产奠定基础.
关键词
太阳能
热化学循环
制氢
载氧材料
氧化还原反应
可再生能源
Keywords
solar energy
thermochemical cycles
hydrogen production
oxygen storage materials
redox reactions
renewable energy
分类号
TQ116.2 [化学工程—无机化工]
原文传递
题名
Ce基太阳能热化学循环的不可逆性分析
3
作者
焦钒
陈晨
刘泰秀
郑志美
吕布
楚
刘启斌
机构
华北电力大学能源动力与机械工程学院
中国科学院工程热物理研究所
中国科学院大学
浙江工业大学机械工程学院
出处
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第11期2852-2857,共6页
基金
国家自然科学基金重大项目课题(No.52090061)
国家自然科学基金基础科学中心项目(No.51888103)。
文摘
太阳能热化学制氢是太阳能利用有效途径,太阳能热化学两步循环通过载氧体的氧化还原反应实现间接分解水制氢,降低直接热解水温度并分步分离氢、氧产物,被广泛关注和研究。目前对于以CeO_(2)/CeO_(2−δ)氧化还原反应对为代表的太阳能热化学循环,系统热力学分析尚停留在能量分析层面,不可逆损失分布及原因仍需进一步探索与研究。本文通过对典型Ce基太阳能热化学循环进行不可逆性分析发现,Ce基太阳能热化学循环基于非化学计量比氧化还原特性,通过增加循环载氧体缓解工作在较低氧压下的真空泵机械损失。氧分压提升引入的循环载氧体增量,导致了高温还原与低温氧化切换过程中的较大加热、冷却不可逆损失,以及与这部分循环载氧体增量有关的辐射损失,严重降低了太阳能热化学制氢效率。降低这部分与氧分压有关的不可逆损失是提升非化学计量比太阳能热化学循环效率的关键。研究结果为太阳能热化学循环高效制氢提供了理论依据。
关键词
热化学循环
不可逆性
太阳能
氢
熵增
Keywords
thermochemical cycles
irreversibility
solar energy
hydrogen
entropy production
分类号
TK121 [动力工程及工程热物理—工程热物理]
原文传递
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
光热协同甲醇水蒸气重整制氢实验和微观机理研究
闫翔昱
吕布
楚
刘启斌
《西安交通大学学报》
EI
CSCD
北大核心
2024
1
下载PDF
职称材料
2
太阳能热化学循环制氢研究进展
焦钒
刘泰秀
陈晨
吕布
楚
龙怡彪
刘启斌
《科学通报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
原文传递
3
Ce基太阳能热化学循环的不可逆性分析
焦钒
陈晨
刘泰秀
郑志美
吕布
楚
刘启斌
《工程热物理学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
0
原文传递
已选择
0
条
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参考文献
引证文献
统计分析
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