利用基于铜酸锂的混合材料，通过增强吸附效应的乙醇蒸汽重整工艺生产高纯度氢气

《Energy Technology》：High Purity Hydrogen Production by Sorption-Enhanced Ethanol Steam Reforming over Lithium Cuprate Based Hybrid Material.

高纯度氢气生产通过Ni/HTlc/Li2CuO2复合催化剂吸附增强乙醇蒸汽重整实现，优化条件为500℃、0.5 mL/min流量、S/C=9时乙醇转化率94%、氢气产率89%、纯度94 mol%。该催化剂经氮气和蒸汽再生后仍保持14次循环活性。

　　

摘要

本研究探讨了利用新型双功能材料（由镍（Ni）、水滑石（HTlc）和锂铜氧化物（Li₂CuO₂）组成）通过吸附增强型乙醇蒸汽重整（SR）工艺制备高纯度氢气（H₂）的方法。通过湿法浸渍法制备了三种混合材料（HM）：Ni/HTlc、Ni/Li₂CuO₂和Ni/HTlc/Li₂CuO₂，其中Ni的负载量为10 wt%，这些材料中HTlc和Li₂CuO₂的占比均为45 wt%。在固定床下游反应器中评估了这些材料的氢气生成催化活性。结果表明Ni/HTlc/Li₂CuO₂是最佳选择。研究了温度、进料流速以及蒸汽与碳的摩尔比（S/C）变化对氢气纯度和乙醇转化率的影响。所有实验均在常压下进行。最佳工艺参数为：温度T = 500°C，进料流速为0.5 mL min^?1，蒸汽与碳的摩尔比为9 mol mol^?1。在最佳反应条件下，乙醇转化率为94%，氢气产率为89%，氢气纯度约为94 mol%，穿透时间为20分钟，吸附容量为每克材料4.3 mmol CO₂。该混合材料在14次吸附-脱附循环后仍能产生纯度超过90%的氢气。通过将氮气（N₂）和蒸汽在500°C下通入30分钟即可实现材料的再生。可能的反应机制为乙醇先脱氢生成乙醛，随后乙醛快速发生蒸汽重整。本研究首次探索了Li₂CuO₂在蒸汽重整过程中的应用。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。