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太阳能热催化二氧化碳转化机理研究进展

收稿日期：2023-04-27 修回日期：2023-05-22 刊出日期：2023-05-31

DOI:10.20078/j.eep.20230507

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    摘要：太阳能热催化还原技术是二氧化碳资源化的重要技术路线,不同催化剂可实现CO_2向CO、CH_4、HCOOH、MeOH和合成气的转化。转化过程中光激发热电子及处于一定热环境中的热力系统的状态同时受到光热转化效率、材料选择性以及系统结构和工作参数... 展开+
    摘要：

    太阳能热催化还原技术是二氧化碳资源化的重要技术路线,不同催化剂可实现CO_2向CO、CH_4、HCOOH、MeOH和合成气的转化。转化过程中光激发热电子及处于一定热环境中的热力系统的状态同时受到光热转化效率、材料选择性以及系统结构和工作参数的影响,直接决定了系统的转化效率。本文分析了热驱动二氧化碳催化转化相关的科学技术问题、挑战和需求,系统总结了二氧化碳热化学转化过程的反应热力学和动力学机制,以及新型反应器研发方面的重大进展。指出了考虑入射能量光谱特性与光热催化剂匹配能够实现低能量输入条件下的高转化率和高选择性,通过二氧化碳加氢生产C_1+和C_2+燃料能够有效扩大太阳能光热耦合利用规模并使之与化学工业接轨,具有重要的研究价值和广阔的应用前景。

    收起-

    作者：

    • 帅永1.*
    • 马丹妮1
    • 颜天天1
    • 张烁1
    • GUENELOUGOUBachirou1
    • 张昊2
    • 王伟1

    作者简介

    作者简介：帅永(1978—),男,湖南醴陵人,教授,博士生导师,主要从事强化传热与节能、太阳能高效利用、智慧储热技术等领域研究。E-mail:shuaiyong@hit.edu.cn

    单位

    • 1. 哈尔滨工业大学 能源科学与工程学院
    • 2. 哈尔滨工业大学 电气工程及自动化学院

    关键字

    • 热化学
    • 催化剂
    • CO2催化转化
    • 热力学
    • 太阳能燃料

    基金项目

    国家重点研发项目基金资助项目(2018YFA0702300);国家自然科学基金资助项目(52227813)

    引用格式

    帅永, 马丹妮, 颜天天, 等. 太阳能热催化二氧化碳转化机理研究进展[J]. 能源环境保护, 2023, 37(3):13-24.

    SHUAI Yong, MA Danni, YAN Tiantian, et al. Solar thermal catalytic CO_2 conversion fundamental mechanisms: A review[J]. Energy Environmental Protection, 2023, 37(3): 13-24.

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