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基于聚光分频的全光谱太阳能驱动液态碳氢燃料定向制备系统研究
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作者 袁熹 张凯 宣益民 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期3415-3426,共12页
本文提出了一种基于聚光分频的太阳能定向制液态碳氢燃料系统,并对其进行了理论建模和热力学分析。该系统中,聚光太阳能被分频,一方面短波太阳光子被用于光伏发电,所产电能直接驱动质子交换膜电解槽电解制氢,为二氧化碳加氢制甲醇提供氢... 本文提出了一种基于聚光分频的太阳能定向制液态碳氢燃料系统,并对其进行了理论建模和热力学分析。该系统中,聚光太阳能被分频,一方面短波太阳光子被用于光伏发电,所产电能直接驱动质子交换膜电解槽电解制氢,为二氧化碳加氢制甲醇提供氢源,另一方面,长波太阳光子加热换热工质实现储热,为二氧化碳加氢反应提供热能并确保反应期间温度稳定,余热供海水淡化/自来水蒸馏、直接空气二氧化碳捕集等方式获取系统反应原料,从而实现全光谱高效梯级利用的太阳能驱动液态碳氢燃料定向制备。研究结果表明:标准AM1.5G阳辐照条件下,砷化镓光伏板的温度为105℃时系统可获得最大㶲效率,为23.40%,对应产氢量为2.84 L·min^(−1),再循环二氧化碳加氢反应器压力5 MPa,反应温度220℃,碳氢比1:3条件下,氢气转化率68.19%,甲醇产物选择性97.90%,对应甲醇产量为0.91 g·min^(−1),太阳能制甲醇的燃料效率为6.08%。本研究为助力碳减排,促进碳中和提供了重要的技术方案。 展开更多
关键词 全光谱太阳能利用 聚光分频 电解水制氢 二氧化碳加氢 液态燃料合成 热力学分析
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