Fe-Zr氧化物循環(huán)裂解水制氫過程研究.pdf

1、化石燃料消耗速度持續(xù)增長，國際社會(huì)對溫室氣體過度排放的環(huán)境問題高度重視。氫能是公認(rèn)的清潔、高效能源,利用效率高，并且使用過程中無二次污染，在一定條件下可實(shí)現(xiàn)完全再生，最有希望成為21世紀(jì)的清潔能源。在當(dāng)今社會(huì)能源危機(jī)、環(huán)境惡化的背景下，氫能具備很大的應(yīng)用潛力。
　　本實(shí)驗(yàn)提出的FeO/Fe3O4水循環(huán)制氫在溫度800℃下實(shí)現(xiàn)；Fe3O4在CO濃度為65％的CO/CO2混合氣氛圍下還原成FeO，并有效地控制了還原深度，避免單質(zhì)鐵產(chǎn)生

2、；接著FeO迅速與水蒸氣氧化反應(yīng)產(chǎn)生H2，實(shí)現(xiàn)氫氣作為可再生能源的被規(guī)?；a(chǎn)利用的有利前景。
　　水制氫研究分析中，首先通過共沉淀法添加鋯（Zr）元素得到改性的鐵氧化物，結(jié)合材料反應(yīng)前后的BET，XRD表征和電鏡掃描，結(jié)果表明，20:1摩爾比鋯（Zr）改性氧化鐵在FeO/Fe3O4水循環(huán)制氫反應(yīng)中，能夠有效地防止反應(yīng)媒介物的團(tuán)聚，極大地提高了材料穩(wěn)定性以及平均產(chǎn)氫量，產(chǎn)氫量可以達(dá)到理論產(chǎn)氫量的85.6%；在此基礎(chǔ)上，通過干混研磨

3、方法，在改性樣品中添加了堿金屬、堿土金屬碳酸鹽，考察了催化劑添加對于還原反應(yīng)的催化作用。添加 K2CO3、Na2CO3、Cs2CO3、CaCO3、MgCO3和SrCO3在一定程度上都縮短反應(yīng)時(shí)間，以鉀（K）鹽的效果最佳，特別是對 Fe3O4→FeO階段也有明顯的催化效果。然而添加Li2CO3卻延長了反應(yīng)時(shí)間。催化劑添加對改性材料的產(chǎn)氫效果并沒有影響，產(chǎn)氫量仍維持在理論值的83.4%。對添加K2CO3催化劑的Fe-Zr材料進(jìn)行反應(yīng)過程優(yōu)化