针对生物质化学链气化技术氢气品质差、水蒸气转化率低的问题,本文提出吸附增强耦合置换脱氧协同强化生物质化学链制氢新方法。制氢阶段,脱氧脱碳剂一方面提供电子(Fe0-3e-↔Fe3+),参与水分子的活化与解离,完成电子与吸附氧的置换与水蒸气裂解制氢;另一方面作为CO2吸附剂(CaO+CO2↔CaCO3),实现气化过程CO2的原位脱除,提高氢气品质。制备了不同钙铁比的丁胞结构脱氧脱碳剂(Fe/CaO),并开展脱氧脱碳剂生物质化学链制氢性能研究。研究结果表明,与常规气化相比,脱氧脱碳剂作用下氢气产率达7.89 mmol·g-1·生物质,提高了311%,CO2浓度降低了75%。Raman结果表明调制出了低石墨化程度的生物炭(CaO/Fe= 1.5,ID/IG= 2.71),有利于脱氧脱碳剂在低温下再生。XRD精修和EPR测试结果验证了脱氧脱碳剂及氧空位的演化规律(CaO+ Fe→ CaCO3+ Ca2Fe2O5/Fe3O4→ CaO+ Fe),揭示了吸附增强-置换脱氧式生物质化学链制氢的可行性,为高品质绿氢制备提供了新思路。
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