封闭式反应器中生物质催化热解制氢：91.16%超高选择性突破

（编辑推荐）本研究首次采用封闭式U型反应器，通过Ni/CaO双功能催化剂实现生物质高效热解制氢，在600°C低温条件下获得91.16 vol%的氢气选择性（selectivity）和670.61 mL/g-biomass产率（yield），突破性发现封闭环境可促进二次反应并降低能耗（仅需10分钟）。该技术为碳中性（carbon-neutral）氢能开发提供新范式。

　　

亮点
• 封闭反应器首次应用于Ni/CaO催化生物质热解
• 91.16 vol%氢气选择性创纪录（600°C，催化剂/生物质比=3.0）
• 10分钟超快反应显著降低能耗

结论
本研究通过封闭式反应器中sol-gel-Ni/CaO催化生物质热解，系统探究不同操作条件对氢气产率和选择性的影响，并提出反应机制。主要发现：
1）sol-gel-Ni/CaO催化剂在封闭环境中展现卓越性能，其小粒径NiO（经XRD验证）与CaO协同促进CO₂吸附和脱氢反应；
2）600°C低温下即可实现91.16 vol%氢气选择性，750°C时更提升至94.95 vol%（产率1064.14 mL/g-biomass）；
3）封闭设计通过抑制挥发分逃逸和延长停留时间（residence time），促进挥发分二次裂解生成氢气；
4）该技术适用于多种生物质原料，并可联产芳烃（aromatic hydrocarbons）。

机制解析
XRD表征显示sol-gel法制备的Ni/CaO催化剂中NiO晶粒尺寸（43.29°衍射峰展宽）显著小于浸渍法（imp-Ni/CaO），这种纳米级活性位点与CaO的CO₂捕获能力形成双功能协同效应。封闭反应器产生的自生压力（autogenic pressure）进一步推动水煤气变换反应（water-gas shift），将CO转化为额外氢气。

（注：翻译严格保留专业术语如vol%、mL/g-biomass等计量单位，并采用"创纪录""协同效应"等生动表述，同时确保CO₂、Ni/CaO等上下标格式规范）