一、燃料电池上甲醇水蒸气重整制氢研究进展（论文文献综述）
严佳丽[1]（2021）在《机械化学法合成铜基催化剂及其甲醇重整制氢性能的研究》文中研究表明近年来,燃料电池被认为是最有发展前途的汽车供能装置,但是氢源问题是燃料电池发展的瓶颈。甲醇作为一种无污染、可再生的液体燃料,制氢效果得到了广泛认可。在诸多甲醇制氢的方法中,甲醇水蒸气重整制氢（SRM）具有产氢率高,CO产量低的优点,可为燃料电池提供氢源。若要SRM反应发挥出最佳性能,催化剂的作用不可忽视。Cu基催化剂是最常见的应用于SRM反应中的催化剂,但是Cu的热稳定性较差,容易在高温下发生积碳和烧结,以此问题为出发点,研究催化剂制备工艺和SRM的反应条件对其活性的影响,结合结构表征手段,探究催化剂构效关系,并建立了有关SRM反应的动力学方程。本文的主要工作如下:1、采用球磨法制备了Cu/Zn/Al催化剂,并且以浸渍法作为对比,将催化剂应用于甲醇水蒸气重整制氢反应中,通过BET、XRD、H2-TPR、SEM等手段进行表征,考察了两种制备方法下催化剂整体织构性能的不同。实验结果发现球磨法制备的Cu/Zn/Al催化剂形成了较为规整的表面介孔结构,具有较高的比表面积,而且Cu分散度和稳定性较好。此外,其表面有着更为丰富的Cu+物种比例,与载体之间的相互作用较强。在后续的SRM反应中的甲醇转化率更高,CO浓度更低。2、探究球磨时间、焙烧条件以及组分含量等催化剂的制备参数对Cu/Zn/Al催化剂的影响,研究发现,适当增加球磨时间,可以减少Cu的颗粒尺寸,并提高其在催化剂体系中的分散度。而不同的焙烧温度,会让催化剂的比表面积,还原性能及组分的晶型产生差异。温度低于650℃时,催化剂中组分的晶型形成的不够完整,稳定性较差,不利于SRM反应的进行。当焙烧温度为650℃时,催化剂的比表面积较大,而且各组分之间的相互作用也较强,晶型形成的完整。若温度达到800℃,催化剂的比表面积大大减少,表面出现一定程度的烧结和积碳,催化剂的整体性能较差。以制备参数为基础,探究了不同反应温度、进液速度和水醇比对催化剂在SRM反应中的影响,结果表明,当反应温度为300℃,进液速度为3.5m L/h,水醇比为1.3时,催化剂的SRM反应性能最优。3、以Cu/Zn/Al催化剂为基础,引入Ce O2和Zr O2,对催化剂进行改性,通过一系列表征测试,探究了Ce O2和Zr O2对催化剂结构性能的影响,实验数据表明,Ce O2虽然能够减少SRM反应中的CO浓度,但是其热稳定性较差,而且在某种程度上会削弱SRM反应。引入Zr O2后,改善了催化剂中Cu的分散性,通过热重分析发现,同时引入Ce O2和Zr O2后,形成的CexZr1-xO2固溶体氧化物能够有效提高催化剂的热稳定性,对抗高温下易发生的积碳现象。当反应温度为300℃,水醇摩尔比为1.3,进液速度为3.5m L/h时,整体性能最佳的催化剂,甲醇转化率可以达到94.79%,而CO的浓度仅为0.32%。4、采用单速率模型,建立了催化性能最优的Cu1Zn1Ce1Zr3Al4涂层催化剂在SRM中的动力学模型,在消除外扩散和完成空白实验的前提下,通过微反应器进行反应的实验测试,并且借助MATLAB软件确定了动力学参数,为SRM反应器的研究提供了理论基础。
王康[2]（2021）在《CuO/ZnO/Al2O3改性催化剂上CH3OH重整制氢的研究》文中提出甲醇水蒸气重整制氢是生产氢气的重要途径,基于CuO/ZnO/Al2O3改性催化剂,本文研究了 CH3OH重整制氢反应。考察了操作条件对CH3OH重整制氢结果的影响。结果表明,反应的适宜温度在240℃左右,高温会使得CO选择性较高,低温会使得CH3OH转化率较低;进料甲醇水溶液水醇比增大,CH3OH转化率变大,CO选择性变小,反应的适宜水醇比为1.2;在保证CH3OH转化率的前提下,适当提高进料液时空速,能够提高反应效率。催化剂还原温度为300℃、还原时长为2h时,CH3OH转化率较高,同时CO选择性较低。采用Langmuir-Hinshelwood型双速率动力学模型,根据实验数据进行参数估值和模型检验。通过负载Ce、Ga、La、Zr四种金属助剂,考察添加金属助剂对催化剂反应性能的影响。实验表明,负载量为2%wt的Ce改性催化剂在低温下的表现较好。考察CuO/ZnO/Al2O3改性催化剂在200℃和300℃下的失活现象,采用SEM、BET、XRF、XRD以及CO-TPD对失活催化剂进行表征。催化剂的表征结果表明,本实验中催化剂主要的失活原因除热烧结外,催化剂比表面积减小、介孔比例减少、活性组分CuO的流失、CuO晶粒变大也是催化剂失活的具体原因,高温反应中产生的高含量CO没有对催化剂的失活产生明显影响。
张伊甸,赵雅文,李文甲,郝勇[3]（2021）在《中低温太阳能-甲醇重整互补供能系统动力学提升与系统优化》文中研究表明本文考察了中低温-甲醇重整互补制氢及其与高温质子交换膜燃料电池（HT-PEMFC）结合的中低温太阳能-甲醇重整互补发电系统,并分析、优化了两供能系统的性能。从动力学性能优化角度,研发了一种适用于甲醇重整制氢反应的新型复合金属氧化物纳米催化剂,并测试了不同反应物体积流量与反应温度下的催化剂性能。基于动力学实验结果,模拟了太阳能-甲醇重整互补供能系统的性能。模拟结果显示,在太阳直射辐照强度为1000 W·m-2、反应物体积流量为1.70 mL·min-1时,采用新型纳米催化剂的互补制氢系统太阳能制氢效率与能量利用总效率分别为52.5%与87.5%,比采用铜锌铝商业催化剂的系统提高了12.4个百分点和3.3个百分点。如将重整产物气用于高温质子交换膜燃料电池发电,则太阳直射辐照强度为10000 W·m-2、反应物体积流量为1.75 mL·min-1时,中低温太阳能-甲醇重整互补发电系统太阳能净发电效率（40.9%）比应用商业催化剂的系统提高10.4个百分点。
杜泽学,慕旭宏[4]（2021）在《分布式制氢技术的发展及应用前景展望》文中研究指明氢能产业发展的关键制约因素是氢气的运输和储存。阐述了发展分布式制氢的必要性,回顾了天然气、甲醇和水电解技术用于分布式制氢的发展状况,展望了分布式制氢技术经济性的优势和发展前景,提出我国分布式制氢发展的建议,提议未来要更重视可再生电力电解水制氢技术的开发。
严文锐,张劲,王海宁,卢善富,相艳[5]（2021）在《重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池研究进展与展望》文中研究表明甲醇作为一种安全便捷的液态储氢燃料,具有高含氢量以及高体积能量密度,可经重整为富氢气后与燃料电池系统集成为重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池,从而高效地将甲醇和氧气的化学能转变为电能。本文针对重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池的不同类型（外置重整型和内置重整型）,分别对其系统集成的实现与发展进行了总结,并介绍了其现阶段在军用和民用方面的应用情况,同时指出了技术研究与应用存在的瓶颈,并对未来的研究方向进行了展望。未来提升重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池性能的努力在于开发低温工作的高效甲醇重整催化剂,以及高温稳定运行的聚合物电解质膜和非贵金属材料等燃料电池关键材料。
高天宇[6]（2020）在《二甲醚水蒸气重整制氢双功能催化剂的构筑及应用》文中研究表明氢燃料电池由于具有环境友好和能量转化效率高等优点受到了普遍关注,但氢燃料供给问题一直未得到很好的解决。相对于车载纯氢存在的氢气存储密度低、安全性能差等缺陷,将液体燃料现场重整制氢的车载制氢技术,既能保证一次“加氢”行驶里程与燃油汽车相当,也可利用现有加油站系统补充燃料,被认为更加合理可行。由于二甲醚（DME）具有液体的储存密度和气体的流动性、清洁无毒、能量密度高且廉价易得等优势,因此是车载制氢原料的最佳选择。相比于其它制氢方式,DME水蒸气重整制氢（SRD）条件温和,具有更高的供氢效率,所以SRD成为燃料电池汽车等较为理想的氢源。在综合分析SRD两步连串反应特点及前期初步研究结果的基础上,本研究分别制备了ZnO/HZSM-5和酸活化蒙脱土（Acid-MMT）两种固体酸催化剂,并将其与商品化Cu/ZnO/Al2O3催化剂物理混合组成SRD双功能催化剂,系统考察了ZnO/HZSM-5和Acid-MMT的结构、织构、酸性及其与Cu基催化剂之间的协同作用对双功能催化剂的SRD反应活性、稳定性及产物选择性的影响规律。主要研究内容如下:（1）以硝酸锌为前驱体,采用等体积浸渍法对HZSM-5进行改性处理,制备了不同氧化锌含量的ZnO/HZSM-5固体酸,并与商品化的Cu O/ZnO/Al2O3物理混合组成双功能催化剂用于SRD反应。研究了ZnO/HZSM-5的结构、织构和酸性对双功能催化剂SRD反应性能的影响。研究发现氧化锌的引入对HZSM-5结构影响不大,但对其酸类型（L酸和B酸）和酸分布（强酸和弱酸）产生很大影响,进而影响了其相应双功能催化剂的SRD性能。与未改性的HZSM-5分子筛相比,ZnO/HZSM-5基双功能催化剂在SRD反应中表现出更高的氢气收率和更好的稳定性。其中10 wt.%ZnO/HZSM-5基双功能催化剂表现出优异的催化性能,在DME/H2O/N2=1/4/5,P=1 atm,T=290 oC,GHSV=4000 h-1的条件下反应9 h时,DME转化率依然为100%,氢气收率为93%。（2）采用20%硝酸溶液在不同温度和时间下对钠基蒙脱土进行处理,制备了一系列酸活化蒙脱土,并以其为固体酸与商品化的Cu O/ZnO/Al2O3物理混合组成双功能催化剂用于SRD反应。研究发现与钠基蒙脱土相比,酸活化蒙脱土的结构、织构及酸性均发生了明显的变化,且变化的程度与酸处理条件密切相关。酸活化蒙脱土结构和酸性的变化明显影响双功能催化剂的SRD反应性能。其中在80 oC处理12小时的酸活化蒙脱土（Acid-MMT-80/12）与Cu O/ZnO/Al2O3组成的双功能催化剂表现出较好的SRD性能,在P=1 atm,T=350 oC,GHSV=3000 h-1的反应条件下,DME转化率和氢气收率分别达到了97%和94%,且在反应10 h内基本保持不变,表现出了较好的稳定性。
汤传琦[7]（2020）在《氢混合燃料汽车车载制氢系统的设计、研究及应用》文中认为氢气被认为是内燃机最理想的替代燃料之一,尤其是作为燃料添加剂使用时节能减排效果显着,因此氢能汽车也被广泛研究。然而现阶段加氢站的建造和运营成本高昂,系统产业布局存在欠缺,纯氢汽车的推广和发展因加氢困难而受到阻碍。氢混合燃料汽车的氢气消耗量相对较少,可通过车载制氢的方式来解决氢气来源问题,具有一定的发展前景,但是车载制氢的相关规律和低温使用问题还有待研究和解决。本文通过试验的方法探究了操作条件对车载电解水制氢机的性能影响规律,并基于该结果为氢混合燃料汽车设计了一套插电式车载电解水制氢系统,该系统通过结构优化解决了水在低温环境下结冰致使制氢机无法使用的问题。最后,将该系统实际搭载到一台氢混合燃料汽车上进行了整车标定和测试。本文首先搭建了车载制氢机性能测试系统,利用该系统研究了电解液温度以及电源电压对车载制氢机的性能影响规律。实验时保持环境温度恒定为25°C,电解液温度试验范围为10～70°C,电源电压试验范围为11～15 V。试验结果表明,适当提高电解液温度可改善电化学反应,增加制氢速率,降低制氢装置能耗;提高电源电压虽可以大幅增加制氢速率,但同时也导致了制氢效率的快速下降。对于本系统中的制氢机来说,电解液的最佳工作温度应不低于50°C,而在满足制氢需求的前提下应尽量降低电源电压。通过对车载电解水制氢的能源消耗以及实际应用可行性的简单分析,选择引入电动汽车充电桩的电能来完成车载制氢过程。基于车载制氢机的技术参数和试验得出电源电压的参数范围,对充电插座以及车载充电机进行选型。充电插座选择国标慢充插座,车载充电机可将交流电转化至制氢机工作需要的直流电压范围。整个插电制氢的过程通过一套自主开发的氢气系统电子控制单元来进行实时监测与控制。为了解决车载电解水制氢机在冬季使用时水容易结冰的问题,设计了一套制氢机防冻系统。通过对制氢机内部结构进行优化,可在制氢结束后将电解槽中的电解液全部排出到制氢机内部水箱中,同时引入外部空气对电解槽进行吹扫以降低其含湿量,此方法可有效保证制氢机低温使用安全。此外,通过一套可控温加热系统,使制氢机在再次使用时快速恢复到工作状态。最后,基于北汽绅宝D50轿车将其改装成为氢混合燃料汽车,对其在各个运行工况下的氢气/汽油喷射参数进行标定,并在整车转毂测功机上对其进行NEDC循环测试。测试结果显示,氢混合燃料汽车所采用的纯氢冷启动、部分负荷掺氢以及大负荷适当降低掺氢比例甚至纯汽油运行相结合的运行模式,节能减排效果显着。与原车相比,氢混合燃料汽车在整个NEDC循环下的HC、CO和NOX排放分别降低了70.27%、47.70%和58.62%,油耗降低了13.74%。
白秀娟,刘春梅,吴凤英,范晨阳,兰维娟[8]（2020）在《甲醇制氢技术研究与应用进展》文中进行了进一步梳理在节能减排的大背景之下,氢能作为高效洁净的环保能源成为本世纪最理想的替代能源。而液体燃料甲醇作为储氢载体,能量密度高、安全可靠、存储运输成本低、制氢转化条件相对温和、不含硫、低毒、制氢过程相对容易实现等特点成为这些富氢燃料中的首选。甲醇重整制氢被认为是最有希望利用在氢燃料电池上的制氢技术之一,目前研究的热点和方向是制氢产物中CO去除方法,催化剂的制备以及反应器的结构形式等。
宋巧玲[9]（2020）在《复合氧化物型催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢的性能研究》文中研究指明近年来,随着全球人口的不断增长,石油资源的紧缺,清洁环保理念的深入,发展石油替代品,开发清洁能源成为重要选择。在众多新能源中,H2作为移动的能源因其不易储存和运输、沸点低等特点受到限制。而CH3OH易储存、常温下以液体形式存在、运输方便,非常适合作为移动制氢的原料。通过甲醇水蒸气重整（MSR）反应制氢具有制氢效率最高、副产物少、反应条件温和等优点,而重整制氢催化剂的研发是影响甲醇制氢反应的关键因素。本文围绕ZnO、Ce O2、Zr O2复合氧化物对于甲醇水蒸气制氢反应所表现出的活性,研究ZnO、Ce O2、Zr O2在整个催化体系中起到的作用。为了探究不同金属氧化物间的相互作用以及对催化性能的影响,本文通过硬模板法制备得到不同摩尔比的Zn Ce Zr Ox复合型氧化物催化剂。并通过对催化剂的在线测试,由催化活性的结果确定最佳摩尔比的催化剂。另外,还讨论了水碳比和空速等反应参数对甲醇水蒸气重整制氢反应体系产物选择性和活性的影响。本论文系统考察了不同ZnO负载量对三元ZnyCe1Zr9Ox催化剂在甲醇水蒸气重整（MSR）制氢反应中催化性能的影响。活性测试表明,Zn1Ce1Zr9Ox催化剂在400°C、GHSV为5151 h-1时,甲醇几乎达到完全转化,氢气生成速率达到0.31 mol·h-1·g-1cat。基于XRD、BET、H2-TPR、拉曼、FT-IR、UV-Vis、XPS和CH3OH-TPD的表征结果表明,ZnO、Ce O2和Zr O2形成固溶体后的协同作用有利于甲醇水蒸气重整反应。结合表征结果,表面吸附氧与制氢选择性相关联,与产生的CO选择性有相关性。将适量的Zn2+掺入Ce1Zr9Ox基体中,不仅可以调节表面OLatt/OAds的比例,而且可以形成Zn-O-Zr界面结构（对应于晶格/桥氧）,有利于提高CO2的选择性。而且样品表面过量的氧空位有利于甲醇分解生成CO。本研究通过调控晶格氧和表面氧空位的比例,开发出了一种高效复合氧化物型甲醇水蒸气重整制氢催化剂。对于不同摩尔比的Zn1CenZryOx（n+y=10）复合氧化物催化剂,随着铈锆摩尔比的增加,在反应温度400°C时的催化剂活性顺序为Zn1Ce1Zr9Ox>Zn1Ce2Zr8Ox>Zn1Ce3Zr7Ox>Zn1Ce4Zr6Ox>Zn1Zr10Ox>Zn1Ce5Zr5Ox>Zn1Ce6Zr4Ox,铈锆摩尔比为1:9时即Zn1Ce1Zr9Ox催化剂具有最高的甲醇转化率和氢气生成速率以及较低的一氧化碳和二甲醚选择性。另外,空速在5151 h-1时,Zn1Ce1Zr9Ox催化剂的甲醇转化率达到最大,表明催化剂的利用率最大。中间体二甲醚的选择性最低,一氧化碳选择性最低,说明空速为5151 h-1时更有利于甲醇水蒸气重整制氢反应的进行。另外,原料的水碳比（S/C）也会影响CH3OH的转化率和产物选择性,研究表明水碳比为1.4时更有利于甲醇水蒸气重整制氢反应的进行。
尤永康[10]（2020）在《小型一体化甲醇制氢管式反应器的研制》文中进行了进一步梳理氢能是目前研究较热的一种清洁能源,但氢气储存、运输难的问题限制了其发展。为解决这一问题,许多现场制氢技术受到了广泛关注。甲醇水蒸气重整就是其中一种被较为看好的现场制氢技术。但目前对于甲醇水蒸气重整制氢反应器的研究还大多集中在微型反应器或工业化的大型反应器上,对于小型反应器的研究还较少,因此,本文旨在研制一种小型化的管式制氢反应器。本文通过实验和数值模拟对甲醇水蒸气重整制氢套管式反应器进行了设计和研究,主要内容和结论总结如下:（1）设计了套管式反应器,并搭建相应的实验平台。将套管式反应器运用于汽车发动机上,利用反应器制造的氢气供发动机燃烧做功,再利用发动机排出的高温尾气对蒸发器与反应器进行供热。实验表明,与逆流换热相比,顺流换热在保证甲醇有着较高转化率的前提下能够提升反应器内温度分布的均匀性。（2）建立了套管式反应器的COMSOL模型,对甲醇水蒸气重整制氢反应动力学进行模拟,利用实验数据验证了COMSOL模型的有效性。模拟结果表明,套管式反应器内部温度分布不均匀,存在温度“冷点”,造成甲醇转化率偏低。（3）为了克服套管式反应器存在的温度“冷点”问题,设计了双套管反应器,研究了反应器的甲醇转化率、出口氢气量及换热效率等。结果表明,双套管反应器相较于传统套管式反应器在传热性能、反应性能上都有很显着的提高。优化后的双套管反应器能在甲醇进料量为4 L/hr时,保持甲醇转化率为85%以上,产氢量达到4.18 m3/hr。
二、燃料电池上甲醇水蒸气重整制氢研究进展（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、燃料电池上甲醇水蒸气重整制氢研究进展（论文提纲范文）
（1）机械化学法合成铜基催化剂及其甲醇重整制氢性能的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究的背景和意义 |
| 1.2 甲醇重整制氢体系的研究 |
| 1.2.1 甲醇水蒸气重整制氢 |
| 1.2.2 甲醇自热重整制氢 |
| 1.2.3 甲醇部分氧化重整制氢 |
| 1.3 SRM催化剂的研究 |
| 1.3.1 铜基催化剂 |
| 1.3.2 贵金属催化剂 |
| 1.4 SRM反应催化剂制备方法的研究 |
| 1.5 SRM本征动力学研究 |
| 1.6 论文的研究内容和总体安排 |
| 1.6.1 研究内容 |
| 1.6.2 总体安排 |
| 第二章 实验与表征 |
| 2.1 实验试剂和仪器 |
| 2.2 制备方法 |
| 2.3 催化剂的表征 |
| 2.3.1 X射线衍射(XRD) |
| 2.3.2 N_2吸脱附 |
| 2.3.3 H_2程序升温还原分析(H_2-TPR) |
| 2.3.4 N_2O滴定 |
| 2.3.5 原位红外分析 |
| 2.3.6 扫描电镜(SEM-EDS) |
| 2.3.7 透射电镜(TEM) |
| 2.3.8 CO_2-程序升温还原脱附(CO_2-TPD) |
| 2.3.9 热重分析(TG) |
| 2.4 催化剂的评价方法 |
| 第三章 Cu/Zn/Al催化剂性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 催化剂制备方法的影响研究 |
| 3.2.1 N_2吸脱附和N_2O表征 |
| 3.2.2 XRD表征 |
| 3.2.3 H_2-TPR表征 |
| 3.2.4 原位红外表征 |
| 3.2.5 SEM表征 |
| 3.2.6 TEM表征 |
| 3.2.7 SRM反应性能 |
| 3.3 球磨法制备催化剂工艺优化 |
| 3.3.1 球磨时间对催化剂性能的影响 |
| 3.3.2 焙烧条件对催化剂性能的影响 |
| 3.3.3 组分含量对催化剂性能的影响 |
| 3.4 SRM反应条件优化 |
| 3.4.1 反应温度对催化剂性能的影响 |
| 3.4.2 进液速度对催化剂性能的影响 |
| 3.4.3 水醇比对催化剂性能的影响 |
| 3.5 球磨法催化剂的SRM反应稳定性评价 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 Ce O_2和ZrO_2对Cu/Zn/Al催化剂性能结构的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 催化剂的结构表征 |
| 4.2.1 N_2吸脱附和N_2O表征 |
| 4.2.2 XRD表征 |
| 4.2.3 H_2-TPR表征 |
| 4.2.4 CO_2-TPD表征 |
| 4.3 SRM反应性能 |
| 4.4 催化剂的稳定性表征 |
| 4.4.1 TG表征 |
| 4.4.2 EDS表征 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 催化剂涂层在SRM反应中的动力学研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 本征动力学的模型 |
| 5.2.2 模型建立 |
| 5.2.3 本征动力学方程的线性规划 |
| 5.3 求取模型参数 |
| 5.3.1 实验过程和装置 |
| 5.3.2 空白实验测试 |
| 5.3.3 消除外扩散 |
| 5.4 实验结论和数据检验 |
| 5.4.1 实验结论 |
| 5.4.2 数据检验 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.1.1 本文的主要工作和结论 |
| 6.1.2 不足与展望 |
| 6.1.3 创新点 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录:作者在攻读硕士学位期间的学术成果 |
（2）CuO/ZnO/Al2O3改性催化剂上CH3OH重整制氢的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 前言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究内容 |
| 第2章 文献综述 |
| 2.1 甲醇性质及应用 |
| 2.1.1 甲醇的性质 |
| 2.1.2 甲醇的应用 |
| 2.2 制氢技术 |
| 2.2.1 电解水制氢 |
| 2.2.2 化石燃料制氢 |
| 2.2.3 生物质制氢 |
| 2.3 甲醇重整制氢反应体系 |
| 2.3.1 甲醇水蒸气重整制氢 |
| 2.3.2 甲醇部分氧化催化重整制氢 |
| 2.3.3 甲醇热分解催化重整制氢 |
| 2.4 甲醇水蒸气重整制氢催化剂 |
| 2.4.1 铜基催化剂 |
| 2.4.2 双金属催化剂 |
| 2.4.3 贵金属催化剂 |
| 2.5 甲醇水蒸气重整制氢反应机理 |
| 第3章 操作条件对甲醇水蒸气重整制氢的影响 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 实验原料及仪器 |
| 3.2.2 催化剂的考评装置 |
| 3.2.3 反应管恒温区测量 |
| 3.2.4 催化剂的装填 |
| 3.2.5 催化剂的还原 |
| 3.2.6 产物分析方法 |
| 3.2.7 催化剂性能指标计算公式 |
| 3.2.8 催化剂的表征方法 |
| 3.3 反应条件对甲醇水蒸气重整制氢反应的影响 |
| 3.3.1 温度对催化反应的影响 |
| 3.3.2 水醇比对催化反应的影响 |
| 3.3.3 液时空速对催化反应的影响 |
| 3.4 催化剂还原条件对催化反应的影响 |
| 3.4.1 还原温度对催化反应的影响 |
| 3.4.2 还原时长对催化反应的影响 |
| 3.5 小结 |
| 第4章 甲醇水蒸气重整制氢本征动力学 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 催化剂稳定性实验 |
| 4.3 扩散影响的消除 |
| 4.3.1 内扩散影响的消除 |
| 4.3.2 外扩散影响的消除 |
| 4.4 物料衡算 |
| 4.5 动力学实验数据 |
| 4.6 动力学模型的介绍和选取 |
| 4.6.1 单速率动力学模型 |
| 4.6.2 双速率动力学模型 |
| 4.6.3 三速率动力学模型 |
| 4.6.4 动力学模型的选取 |
| 4.7 参数估值和模型检验 |
| 4.8 小结 |
| 第5章 添加助剂对催化剂性能的影响 |
| 5.1 概述 |
| 5.2 改性催化剂制备方法 |
| 5.3 助剂种类对催化剂性能的影响 |
| 5.4 改性催化剂的结构性质 |
| 5.4.1 BET分析 |
| 5.4.2 XRD分析 |
| 5.4.3 CO-TPD分析 |
| 5.5 Ce添加量对催化剂性能的影响 |
| 5.6 改性催化剂制备条件对催化剂性能的影响 |
| 5.6.1 焙烧温度对催化剂性能的影响 |
| 5.6.2 焙烧时长对催化剂性能的影响 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 催化剂失活研究 |
| 6.1 概述 |
| 6.2 失活催化剂表征结果分析 |
| 6.2.1 SEM实验 |
| 6.2.2 BET实验 |
| 6.2.3 XRF实验 |
| 6.2.4 XRD实验 |
| 6.2.5 CO-TPD实验 |
| 6.3 小结 |
| 第7章 结论 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 硕士学习期间发表论文情况 |
（4）分布式制氢技术的发展及应用前景展望（论文提纲范文）
| 1 分布式制氢发展的必要性 |
| 2 分布式制氢技术现状与发展 |
| 2.1 分布式天然气制氢 |
| 2.1.1天然气水蒸气重整和部分氧化偶联技术 |
| 2.1.2天然气化学链制氢技术 |
| 2.1.3新型反应器的开发 |
| 2.2 分布式甲醇制氢 |
| 2.2.1 甲醇水蒸气重整制氢催化剂 |
| 2.2.2 甲醇水蒸气重整反应器 |
| 2.2.3 精制分离技术 |
| 2.3 水电解制氢 |
| 2.3.1 碱水电解制氢技术 |
| 2.3.2 质子交换膜(PEM)水电解技术 |
| 3 分布式水电解制氢的应用前景 |
| 3.1 氢燃料电池汽车发展对氢气的需求 |
| 3.2 分布式制氢站内供氢的经济性 |
| 4 结束语 |
（5）重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池研究进展与展望（论文提纲范文）
| 1 外置重整甲醇燃料电池（ERMFC) |
| 1.1 基本原理 |
| 1.2 甲醇重整器与高温燃料电池电堆的耦合 |
| 1.3 外置重整甲醇燃料电池系统的集成 |
| 2 内置重整甲醇燃料电池（IRMFC) |
| 2.1 基本原理 |
| 2.2 内置重整甲醇燃料电池的器件结构与性能 |
| 2.2.1 温度对内置重整甲醇燃料电池性能的影响及应对策略 |
| 2.2.2 IRMFC器件结构设计 |
| 2.3 内置重整甲醇燃料电池系统的构建 |
| 3 结语与展望 |
（6）二甲醚水蒸气重整制氢双功能催化剂的构筑及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 重整制氢技术 |
| 1.2.1 重整制氢方式 |
| 1.2.2 液体燃料制氢 |
| 1.3 二甲醚水蒸气重整制氢概述 |
| 1.3.1 二甲醚简介 |
| 1.3.2 SRD反应机理 |
| 1.3.3 SRD反应中的固体酸催化剂 |
| 1.3.4 SRD反应中的金属催化剂 |
| 1.4 研究目的与内容 |
| 2 实验部分 |
| 2.1 试剂与仪器 |
| 2.1.1 材料与试剂 |
| 2.1.2 主要仪器 |
| 2.2 催化剂反应性能评价 |
| 2.2.1 实验装置 |
| 2.2.2 实验过程 |
| 2.2.3 分析方法 |
| 2.3 催化剂表征方法 |
| 3 ZnO/HZSM-5 作为SRD固体酸催化剂的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备方法 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 ZnO/HZSM-5 的结构特征 |
| 3.3.2 ZnO/HZSM-5 的织构特征 |
| 3.3.3 ZnO/HZSM-5 的酸性特征 |
| 3.3.4 ZnO/HZSM-5 基双功能催化剂的SRD反应性能 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 酸活化蒙脱土作为SRD固体酸催化剂的研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 制备方法 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 Acid-MMT的结构特征 |
| 4.3.2 Acid-MMT的织构特征 |
| 4.3.3 Acid-MMT的酸性特征 |
| 4.3.4 Acid-MMT基双功能催化剂的SRD反应性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（7）氢混合燃料汽车车载制氢系统的设计、研究及应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 物理量名称及符号表 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 氢能汽车研究现状 |
| 1.2.1 纯氢汽车 |
| 1.2.2 氢混合燃料汽车 |
| 1.3 氢气的制取方式 |
| 1.3.1 天然气转化制氢 |
| 1.3.2 甲醇转化制氢 |
| 1.3.3 电解水制氢 |
| 1.4 车载制氢的研究进展 |
| 1.5 本文研究内容 |
| 1.5.1 现有研究中有待解决的问题 |
| 1.5.2 本文主要内容 |
| 第2章 电解水制氢过程理论分析 |
| 2.1 SPE电解槽 |
| 2.1.1 SPE膜 |
| 2.1.2 活性电极 |
| 2.1.3 扩散层 |
| 2.1.4 槽体结构 |
| 2.2 SPE电解水制氢原理 |
| 2.2.1 电解水过程原理 |
| 2.2.2 理论制氢量及电解能耗计算 |
| 2.2.3 电解电压及超电位 |
| 2.3 降低电解槽能耗的方法 |
| 2.3.1 降低电极超电位 |
| 2.3.2 降低电解电阻 |
| 2.3.3 降低水的理论分解电压 |
| 2.4 制氢过程的相关参数计算 |
| 2.4.1 电解效率 |
| 2.4.2 理论制氢速率 |
| 2.4.3 制氢效率 |
| 第3章 车载电解水制氢机的性能研究 |
| 3.1 制氢实验系统设计 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 电解液温度试验 |
| 3.2.2 电源电压试验 |
| 3.3 电解液温度试验结果与讨论 |
| 3.3.1 电解液对电解电流的影响 |
| 3.3.2 电解液温度对制氢速率的影响 |
| 3.3.3 电解液温度对电解槽温度的影响 |
| 3.3.4 电解液温度对电化学反应总电阻的影响 |
| 3.3.5 电解液温度对电解电压的影响 |
| 3.3.6 电解液温度对制氢效率的影响 |
| 3.4 电源电压试验结果与讨论 |
| 3.4.1 电源电压对电解电流的影响 |
| 3.4.2 电源电压对制氢速率的影响 |
| 3.4.3 电源电压对电解槽温度的影响 |
| 3.4.4 电源电压对电化学反应总电阻的影响 |
| 3.4.5 电源电压对电解电压的影响 |
| 3.4.6 电源电压对制氢效率的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 车载插电式制氢系统的设计 |
| 4.1 车载在线制氢的能耗分析 |
| 4.2 插电制氢系统的设计 |
| 4.3 插电制氢系统的组成 |
| 4.3.1 充电插座 |
| 4.3.2 车载充电机(OBC) |
| 4.4 插电制氢的控制策略 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 车载制氢装置防冻系统的设计 |
| 5.1 低温危害及解决措施 |
| 5.1.1 低温对SPE电解槽的危害 |
| 5.1.2 解决措施 |
| 5.2 防冻系统的设计 |
| 5.2.1 防冻方法的选择 |
| 5.2.2 防冻系统设计 |
| 5.2.3 加热系统的设计 |
| 5.3 防冻系统的控制策略 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 氢混合燃料汽车整车排放标定 |
| 6.1 在线标定 |
| 6.1.1 标定工具 |
| 6.1.2 测试循环 |
| 6.1.3 标定策略 |
| 6.2 整车试验测试 |
| 6.2.1 整车试验流程 |
| 6.2.2 整车试验设备 |
| 6.3 整车试验结果 |
| 6.3.1 HC排放 |
| 6.3.2 CO排放 |
| 6.3.3 NOX排放 |
| 6.3.4 整车经济性分析 |
| 6.4 本章小节 |
| 全文总结及展望 |
| 主要结论 |
| 创新点 |
| 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间主要学术成果 |
| 致谢 |
（8）甲醇制氢技术研究与应用进展（论文提纲范文）
| 1 甲醇制氢的方法 |
| 1.1 富氢产物中CO的去除 |
| 1.2 催化剂的制取 |
| 1.3 反应器的结构 |
| 2 结论与展望 |
（9）复合氧化物型催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢的性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 燃料电池 |
| 1.2.1 我国燃料电池的发展现状 |
| 1.2.2 燃料电池的工作原理 |
| 1.3 甲醇水蒸气重整制氢的研究进展 |
| 1.3.1 甲醇水蒸气重整制氢反应及催化剂研究进展 |
| 1.3.2 甲醇水蒸气重整机理 |
| 1.4 论文工作设计 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 化学试剂 |
| 2.2 实验气体 |
| 2.3 实验仪器 |
| 2.4 催化剂制备 |
| 2.4.1 Zn_yCe_1Zr_9O_x催化剂的制备 |
| 2.4.2 Zn_1Ce_nZr_yO_x催化剂的制备 |
| 2.5 催化剂活性评价 |
| 2.5.1 Zn_yCe_1Zr_9O_x催化剂MSR活性评价 |
| 2.5.2 Zn_1Ce_nZr_yO_x催化剂MSR活性评价 |
| 2.6 催化剂表征方法 |
| 2.6.1 XRD表征 |
| 2.6.2 孔结构、比表面积、孔体积和孔径测试 |
| 2.6.3 H_2-TPR表征 |
| 2.6.4 傅立叶转换红外光谱测试(FTIR) |
| 2.6.5 紫外可见光谱(UV-Vis) |
| 2.6.6 拉曼光谱(Raman) |
| 2.6.7 X-射线光电子能谱(XPS) |
| 2.6.8 CH_3OH-TPD表征 |
| 2.6.9 场发射扫描电子显微镜(FESEM) |
| 第三章 Zn_yCe_1Zr_9O_x催化剂物化性能表征及活性评价 |
| 3.1 Zn_yCe_1Zr_9O_x催化剂的结构表征 |
| 3.1.1 XRD表征 |
| 3.1.2 催化剂的孔结构、比表面积、孔体积和孔径 |
| 3.1.3 H_2-TPR表征 |
| 3.2 Zn_yCe_1Zr_9O_x催化剂的催化性能研究 |
| 3.2.1 Zn_yCe_1Zr_9O_x催化剂对甲醇转化率的影响 |
| 3.2.2 Zn_yCe_1Zr_9O_x催化剂对H_2和CO_2生成速率的影响 |
| 3.2.3 Zn_yCe_1Zr9O_x催化剂对CO选择性的影响 |
| 3.3 Zn_yCe_1Zr_9O_x催化剂的构效关系研究 |
| 3.3.1 Raman表征 |
| 3.3.2 FT-IR表征 |
| 3.3.3 XPS表征 |
| 3.3.4 UV-Vis表征 |
| 3.3.5 CH_3OH-TPD表征 |
| 3.4 催化剂的稳定性测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 Zn_1Ce_nZr_yO_x催化剂物化性能表征及活性评价 |
| 4.1 Zn_1Ce_nZr_yO_x催化剂物化性能表征 |
| 4.1.1 XRD表征 |
| 4.1.2 催化剂的孔结构、比表面积、孔体积和孔径 |
| 4.1.3 H_2-TPR表征 |
| 4.1.4 FT-IR表征 |
| 4.1.5 UV-Vis表征 |
| 4.1.6 CH_3OH-TPD表征 |
| 4.1.7 SEM表征 |
| 4.2 Zn_1Ce_nZr_yO_x催化剂甲醇水蒸气重整性能研究 |
| 4.2.1 Zn_1Ce_nZr_yO_x催化剂对甲醇转化率的影响 |
| 4.2.2 Zn_1CenZryO_x催化剂对产物选择性的影响 |
| 4.2.3 Zn_1CenZryO_x催化剂对氢气产生速率的影响 |
| 4.2.4 CeZr摩尔比对Zn_1Ce_nZr_yO_x催化剂催化性能的影响 |
| 4.2.5 水碳比对Zn_1Ce_1Zr_9O_x催化剂催化性能的影响 |
| 4.2.6 不同空速对Zn_1Ce_1Zr_9O_x催化剂催化性能的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及取得的相关科研成果 |
| 致谢 |
（10）小型一体化甲醇制氢管式反应器的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号说明 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 甲醇重整制氢概述 |
| 1.2.1 甲醇水蒸气重整制氢 |
| 1.2.2 甲醇部分氧化制氢 |
| 1.2.3 甲醇自热重整制氢 |
| 1.3 国内外甲醇水蒸气重整制氢反应器研究进展 |
| 1.3.1 国外甲醇水蒸气重整制氢反应器研究进展 |
| 1.3.2 国内甲醇水蒸气重整制氢反应器研究进展 |
| 1.4 甲醇水蒸气重整制氢催化剂研究进展 |
| 1.5 研究内容与技术路线 |
| 1.5.1 本文内容 |
| 1.5.2 技术路线 |
| 第二章 甲醇水蒸气重整制氢反应模型 |
| 2.1 甲醇水蒸气重整相关理论 |
| 2.1.1 甲醇水蒸气重整反应体系 |
| 2.1.2 甲醇水蒸气重整的反应机理 |
| 2.2 甲醇水蒸气重整反应器三维模型 |
| 2.2.1 控制方程 |
| 2.2.2 热力学方程 |
| 2.2.3 反应中浓物质传递方程 |
| 2.2.4 非等温流动方程 |
| 2.2.5 化学反应动力学 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 甲醇水蒸气重整制氢实验介绍 |
| 3.1 实验设备 |
| 3.2 实验流程 |
| 3.3 实验结果与讨论 |
| 3.3.1 换热流向对反应的影响 |
| 3.3.2 空速比对甲醇转化率的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第四章 套管式反应器模型的建立与验证 |
| 4.1 网格无关性验证 |
| 4.2 两种反应动力学比较 |
| 4.3 换热流向对反应的影响 |
| 4.4 实验结果与模拟结果对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 双套管反应器 |
| 5.1 双套管反应器介绍 |
| 5.2 网格无关性验证 |
| 5.3 双套管反应器的模拟研究 |
| 5.3.1 相同进料下套管式与双套管式对比分析 |
| 5.3.2 进料温度对反应器性能的影响 |
| 5.3.3 不同进料量对反应的影响 |
| 5.3.4 内管直径对反应的影响 |
| 5.3.5 反应器长度对转化率的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
| 1.作者简历 |
| 学位论文数据集 |
四、燃料电池上甲醇水蒸气重整制氢研究进展（论文参考文献）
- [1]机械化学法合成铜基催化剂及其甲醇重整制氢性能的研究[D]. 严佳丽. 江南大学, 2021(01)
- [2]CuO/ZnO/Al2O3改性催化剂上CH3OH重整制氢的研究[D]. 王康. 华东理工大学, 2021(08)
- [3]中低温太阳能-甲醇重整互补供能系统动力学提升与系统优化[J]. 张伊甸,赵雅文,李文甲,郝勇. 工程热物理学报, 2021(02)
- [4]分布式制氢技术的发展及应用前景展望[J]. 杜泽学,慕旭宏. 石油炼制与化工, 2021(01)
- [5]重整甲醇高温聚合物电解质膜燃料电池研究进展与展望[J]. 严文锐,张劲,王海宁,卢善富,相艳. 化工进展, 2021(06)
- [6]二甲醚水蒸气重整制氢双功能催化剂的构筑及应用[D]. 高天宇. 辽宁工业大学, 2020(03)
- [7]氢混合燃料汽车车载制氢系统的设计、研究及应用[D]. 汤传琦. 北京工业大学, 2020(06)
- [8]甲醇制氢技术研究与应用进展[J]. 白秀娟,刘春梅,吴凤英,范晨阳,兰维娟. 广州化工, 2020(03)
- [9]复合氧化物型催化剂催化甲醇水蒸气重整制氢的性能研究[D]. 宋巧玲. 上海工程技术大学, 2020(04)
- [10]小型一体化甲醇制氢管式反应器的研制[D]. 尤永康. 浙江工业大学, 2020(08)