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低温甲醇水重整制氢催化剂研究进展
文献摘要：
甲醇具有结构简单、含氢量高、产能大等优点,利用甲醇与水蒸气进行重整是一种节能高效的现场制氢方式.甲醇水蒸气重整(MSR)与燃料电池联用能够实现多场景应用,但由于反应温度较高(250～300℃),存在启动速度较慢、副产CO含量较高和热效率较低等问题.低温甲醇水重整(LT-Methanol Water Reforming,LT-MWR)包括低温甲醇水蒸气重整(LT-MSR)与液相甲醇水重整(Aqueous-phase Reforming of Methanol,APRM),反应通常在200℃以下进行,同时保持较高的反应活性,进而能够减少预热时间、减弱副反应发生,且能与燃料电池实现更强的热耦合.本工作首先介绍了商用催化剂优异的性能与存在的缺陷,然后对低温甲醇水重整制氢催化剂,诸如Cu基催化剂、贵金属催化剂与光协同催化剂的研究进展进行了回顾.归纳了低温铜基催化剂的改性策略,包括合成方法、结构设计与元素掺杂.对国内外商用CuZnAlOx催化剂结构与性能的测试表明,其转化率高和稳定性好,存在的缺陷是价格较贵且在低温区催化活性急剧下降.Cu基催化剂活性受温度影响较大,在低温区活性很低,但通过适当的改性能够实现其应用价值,其改性策略包括合成方法、结构设计与元素掺杂.贵金属催化剂低温下活性较高,但存在价格昂贵、合成复杂等缺点.光协同催化剂则是在光照条件下进行催化重整,尚处于研究阶段.对于Cu基催化剂,合成方法的改进能够大大改善催化剂的微观混合程度与可重现性.适当的结构设计可提升催化剂的比表面积与热稳定性.元素掺杂则能够提升活性组分的分散度,修饰催化剂表面结构.三种改性策略能够有效提升Cu基催化剂低温下甲醇重整制氢的性能,在保持较高活性的同时,降低CO副产物的含量.展望了低温甲醇水重整制氢催化剂的发展前景和挑战,对催化剂的开发与应用有指导意义.
文献关键词：
甲醇水蒸气重整;低温;铜基催化剂;氢能;燃料电池
中图分类号：
作者姓名：
申展;江志东;张鹏飞;张子瑜;车海英;马紫峰
作者机构：
上海交通大学化学工程系,上海电化学能源器件工程技术研究中心,上海200240;上海博氢新能源科技有限公司,上海200080
文献出处：
引用格式：
[1]申展;江志东;张鹏飞;张子瑜;车海英;马紫峰-.低温甲醇水重整制氢催化剂研究进展)[J].过程工程学报,2022(05):573-585
A类：
APRM,CuZnAlOx
B类：
制氢催化剂,结构简单,含氢,节能高效,现场制氢,甲醇水蒸气重整,MSR,燃料电池,多场景应用,反应温度,启动速度,较慢,热效率,LT,Methanol,Water,Reforming,MWR,Aqueous,phase,反应活性,预热,副反应,热耦合,商用催化剂,贵金属催化剂,协同催化,铜基催化剂,改性策略,合成方法,元素掺杂,外商,结构与性能,测试表明,温区,催化活性,性急,急剧下降,催化剂活性,温度影响,价格昂贵,光照条件,催化重整,研究阶段,微观混合,重现性,比表面积,热稳定性,活性组分,分散度,表面结构,甲醇重整制氢,高活性,副产物,开发与应用,氢能
AB值：
0.289586
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