TiO2掺杂对Na2CO3/Al2O3吸收剂CO2捕捉性能的影响

钠基固体吸收剂脱除燃煤烟气CO₂技术具有反应温度低、能耗低等优点,日益受到学术界的关注。该技术的主要不足是吸收剂的活性成分碳酸钠与CO₂的反应（碳酸化反应）活性较低。针对这一问题,本文旨在研制一种新型改性钠基固体吸收剂,采用活性氧化铝作为载体、TiO₂作为掺杂剂进行改性,利用热重分析装置、XRD、SEM和氮吸附仪研究钠基固体吸收剂的CO₂捕捉性能。结果表明：掺杂TiO₂后,钠基固体吸收剂与CO₂的反应速率加快,CO₂捕捉量增加;反应前后除TiO₂外无其他含Ti化合物生成;碳酸化反应产物为NaHCO₃和Na₅H₃（CO₃）₄;然而TiO₂掺杂过多会堵塞吸收剂的微观孔道,不利于甚至阻碍碳酸化反应的进行,因此,TiO₂的掺杂量应控制在一定的范围内。     

固体氧化物燃料电池中CH4与CO2重整反应的研究

概述了有关CH4和CO2重整反应在固体氧化物燃料电池(SOFC)中的研究进展.对该反应在SOFC阳极活化及重整的反应机理进行了探讨;讨论了反应温度、压力等因素对阳极表面产生积碳的影响,分析了有利于消除积碳、促进反应进行的压力及温度范围;介绍了开发新型、高效、抗积碳的阳极材料来改善SOFC阳极积碳状况的方法,如:在阳极材料中添加不同的活化成分、助剂及选择不同载体等.     

固体氧化物燃料电池系统及其应用

对固体氧化物燃料电池系统和单体电池及其工作原理、材料组成等作了简要介绍,并介绍了固体氧化物燃料电池在电厂混合发电方面与燃气轮机组成的联合系统技术以及以天然气为燃料家庭热电联产方面的应用。并指出固体氧化物燃料电池由于其高效、环保清洁将是未来能源利用的主要方式。     

固体氧化物燃料电池/燃气轮机混合动力系统建模仿真研究进展

固体氧化物燃料电池(Solid Oxide Fuel Cell, SOFC)工作温度高,阳极可发生燃料内重整反应,具有较高的燃料灵活性,同时可与燃气轮机(Gas Turbine, GT)构成固体氧化物燃料电池/燃气轮机(SOFC/GT)混合动力系统进一步提高系统效率。SOFC/GT混合动力系统一般分为底层和顶层循环2种,考虑到SOFC/GT示范性工程有限且建造成本高,一般采用数学建模仿真方法开展SOFC/GT研究。与单独SOFC或GT模型不同,常采用热力学建模仿真对SOFC/GT系统性能进行分析优化。介绍了SOFC/GT混合动力系统常用热力学模型,并对目前SOFC/GT混合动力系统常见稳态和动态热力学建模工作展开综述,考虑到现阶段SOFC/GT混合动力系统多采用商业化软件(Aspen Plus、COMSOL、gPROMs等)建模,建模功能有限、不易拓展,后续工作可基于Matlab、Python等软件进行开源代码的编程;现阶段主要围绕系统级集总模型开展分析,无法准确描述燃料电池的局部特性,后续工作可在SOFC/GT建模中引入一维甚至更高维度的SOFC模型进一步提高建模精度。     

整体煤气化燃料电池联合发电(IGFC)技术研究进展

整体煤气化燃料电池联合发电技术(IGFC)是一种新型煤基洁净高效发电技术,不考虑热电联供的情况下,发电效率达60%以上,可有效控制污染物的排放,为CO₂捕集和回收创造了条件,可实现CO₂的近零排放。IGFC系统一般由煤气化净化、燃料电池发电、余热回收及CO₂捕集和封存等子系统构成,其中燃料电池发电技术是制约IGFC发展的关键技术。固体氧化物燃料电池(SOFC)及熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)是适配IGFC系统的2种燃料电池技术,其中SOFC在生产成本及发电效率方面更具优越性。2017年国家能源集团牵头,联合中国矿业大学(北京)、北京低碳清洁能源研究院、华能清洁能源技术研究院、清华大学等,在国家重点研发计划项目支持下承担了开发100 kW级SOFC和MCFC发电单元,建成MW_th级CO₂近零排放的IGFC示范工程任务,项目成果推动了我国IGFC系统从基础技术研发向产业化迈进的步伐。     

O2／CO2燃烧技术研究进展

O2／CO2燃烧技术不仅有效收集烟气中的CO2,还能减少NOx和SO2的排放,是一种新型的洁净煤燃烧技术。介绍了其应用、发展历程以及在燃烧、传热和污染物排放的研究进展,指出了这一技术领域中存在的问题,并对下一步的研究方向给出了建议。     

CO2捕集技术的研究进展

介绍了近年来二氧化碳捕集技术路线和国内外的有关研究项目,分析了各种方法的分离原理及优缺点。并对二氧化碳捕捉技术发展前景进行了展望。     

金属氧化物和分子筛在CO2环加成中的研究进展

二氧化碳（CO2）是主要的温室气体,同时也是一种廉价、无毒且可再生的一碳资源,因此将CO2转化为有价值的精细化学品可有效减缓气候变化、助力实现碳中和。CO2与环氧化物的环加成反应具有高原子经济、高选择性、低污染等优点,其产物环状碳酸酯可作为锂离子电池电解质、聚合物材料前体以及精细化学品中间体,应用前景广阔。氧化物因具有结构多样、可调性强等优点在CO2与环氧化物的环加成反应中的应用引起了广泛的关注。文章综述了两种典型且成本低廉、易于规模化生产的氧化物——金属氧化物与分子筛催化CO2与环氧化物的环加成反应的研究进展,重点分析了反应机理以及催化剂的应用。今后的研究重点是高性能无助剂的非均相催化剂的开发以及催化机理的探究。     

超临界CO2萃取技术工艺研究进展

综述了超临界CO2萃取(SFE-CO2)技术对中草药及其它天然产物中有效成分提取的工艺研究和应用情况.     

费托合成循环气脱除CO2技术研究进展

针对费托合成循环气的混合气体组成,主要介绍了南化集团研究院在脱除循环气中CO2的技术进展,可实现"气体的烃损失低"、"溶液稳定性好",并克服"再生热耗高"的缺点,比常规碳酸钾脱碳工艺再生热耗降低30%以上。     

CO2综合利用研究进展

CO2综合利用对于资源的合理利用和环境保护具有重要的意义,对近年来CO2的利用研究进展情况进行了综述。     

基于La1-xBaxFe0.8Ni0.2O3-δ对称电极的SOEC电解CO2性能研究

对称固体氧化物电解池(SSOEC)在电解CO2时表现出良好的性能和电解效率,是实现"碳中和"目标的有力抓手.研究了具有析氧反应和CO2还原反应催化活性的双功能La1-xBaxFe0.8Ni0.2O3-δ(LBxFN,x=0.2、0.4、0.5、0.6、0.8)催化剂,用于SSOEC电极电解纯CO2.结果表明,LB0.4...     

超临界CO2萃取的研究进展

超临界CO2流体萃取技术是近年来兴起的一项具有精馏和萃取两过程的高新物质分离精制技术，文章主要通过对各类超临界CO2流体萃取实验的文献报道和实验操作进行分析，对超临界CO2流体革取技术的原理、特点和超临界CO2流体萃取的主要影响因素及其优化方法和经验模型进行了综述。     

固体氧化物燃料电池氧化锆基电解质薄膜制备技术研究进展

固体氧化物燃料电池(SOFC)具有高能量转化效率、环境友好性等特征,是全球能源环境问题的重要解决方案。电解质作为SOFC的关键组件,决定了电池的工作温度与输出性能。首先,以典型的氧化锆基电解质材料为例,介绍了其导电机理和导电性能的影响因素。为促进SOFC的商业化,电解质材料需在较低的工作温度下有较低的欧姆阻抗,电解质薄膜化是降低电池工作温度的有效方法。而后,从固相粉体成型、液相成型、气相成型3个方面综述了氧化锆基电解质薄膜的常见制备方法,并分析各种方法的优劣势。最后,对电解质薄膜的制备方法做简要展望。     

ZrO2-8mol%Dy2O3固体电解质燃料电池性能

将强碱介质中用水热法合成的立方相ZrO2-8mol％Dy2O3纳米晶在较低的温度（1400℃）下烧结,制得了导电性固体电解质陶瓷样品。以该陶瓷作为固体电解质,Pt作电极材料组成氢．空气燃料电池,测定了不同pH介质中水热反应产物纳米晶的陶瓷样品在800～1000℃下的燃料电池性能。结果表明,该系列陶瓷样品的燃料电池均具有稳定的放电性能,燃料电池的短路电流密度随着水热反应介质pH值的减小而增大。在该系列陶瓷中,水热反应介质pH=9．95的陶瓷样品的燃料电池性能最高,在1000℃下,其短路电流密度为320mA／cm^2。     

CO2分离方法的研究进展

CO_2作为温室效应的主要气体,近些年来一直备受关注。综述了CO_2脱除的方法,主要有吸收法(主要包括物理吸收法、化学吸收法和混合溶剂吸收法)、膜分离法、低温蒸馏法和变压吸附分离法;详细介绍了变压吸附分离法,因其能耗低、易操作、污染小等优点,在CO_2分离过程中发挥着越来越重要的作用,并对未来CO_2的吸附分离进行了展望。     

燃料电池固体氧化物电解质研究进展

本文对当前燃料电池用固体电解质材料的研究进展进行了综述.首先介绍了固体氧化物燃料电池的发展趋势及其与电解质材料性能的关系,然后分别对Y2O3稳定ZrO2(YSZ)、Sc2O3稳定ZrO2(ScSZ)、Ce基材料和其他一些电解质材料如Bi2O3、LaGaO3的制备、掺杂和电导率性能等方面进行了总结.最后,提出了今后电解质材料研的几个重要方向.     

CO2矿物封存技术研究进展

CO₂捕集与封存技术是目前实现碳减排最有效的方法。其中,CO₂矿物封存（又称CO₂矿化）是利用CO₂与含钙镁硅酸盐矿物进行反应使CO₂以稳定的碳酸盐形式永久储存起来。本文首先介绍了CO₂矿化的基本原理和技术路线,其中间接矿化反应条件较温和、矿化效率更高、得到的产物也更纯,因此对于CO₂间接矿化的研究也更广泛。本文综述并对比了天然矿物及工业固废矿化CO₂的研究进展,指出工业固废更有利于CO₂矿化过程。工业固废矿化CO₂过程矿化CO₂的同时处理了工业固废,实现以废治废,因此它在经济上也是具有一定优势。在此基础上,本文以高炉渣为代表,介绍了其矿化CO₂的详细研究进展,指出采用可循环的助剂、回收高炉渣中有价元素可提升矿化过程经济性。对于CO₂矿化过程的放大试验、生命周期的评估及低能耗的新工艺开发将是CO₂矿物封存实现工业化的关键。