太阳能熔融盐热化学循环制氢和合成气反应体系研究

【摘要】：提出了一种新型的太阳能加热熔融盐化学循环反应体系,整个过程分两步:第一步,利用熔融碱金属碳酸盐吸收、储备、传输太阳能,在熔融盐介质中 CH_4与金属氧化物 M_xO_y 反应生成相应的金属和合成气;第二步,金属分解水产生氢气和相应 M_xO_y,从而 M_xO_y 又循环到第一步再利用。根据最小吉布斯自由能原理,采用化学热力学计算软件 HSC Chemistry 5.1,对 CH_4与几种 M_xO_y 气-固相反应的Δ℃进行了计算和分析,进一步分析了在熔融碱金属碳酸盐(摩尔比为1:1的 Na_2CO_3和 K_2CO_3)体系中温度对反应产物平衡组分的影响。结果表明,理论上只有 ZnO和 SnO_2适合该反应体系,其反应气体产物中合成气的量随反应温度的增加而增加,比较适宜的反应温度在1200K左右。计算结果表明100MW 的太阳能能量系统至少可以提供每秒生产5.32kg 液态金属 Zn 所需能量,实现每秒将3.6×10~4 kJ 的太阳能转化为化学能。 【作者单位】： 昆明理工大学材料冶金工程学院;贵州大学化学工程学院;
【关键词】： 太阳能 熔融盐 氢 合成气 热化学循环
【基金】：国家自然科学基金(50574036;50774038) 国家自然科学基金重大研究计划(90610035)
【分类号】：TQ116.2
【正文快照】： 0引言 氢能是人类未来的理想能源川,但目前利用非化石原料制备氢的方法成本都很高,规模化很困难,世界上约95%的氢气是通过含碳化石燃料转化制备图。近年来利用金属氧化物分解或还原制备出金属单质,再用金属分解水制备氢气的两步化学循环法引起了科学界的广泛兴趣川。c氏资源

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