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【碳索視界】新型催化劑研究助力二氧化碳高效轉(zhuǎn)化 開啟綠色能源新篇章

  • 來源：碳中和研究院
  • 發(fā)布時間：2024-09-12
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二氧化碳甲烷化反應(yīng)(CO?+4H?→CH?+2H?O)因其能將CO?轉(zhuǎn)化為清潔能源甲烷，?同時實現(xiàn)碳循環(huán)利用，?被認為是極具前景的CO?減排與利用技術(shù)。在全球氣候變化和能源轉(zhuǎn)型的大背景下，鄂爾多斯碳中和研究院與天津大學(xué)聯(lián)合開展“新型二氧化碳甲烷化催化劑研究與開發(fā)”項目，分別提出構(gòu)建低溫高效和高溫高穩(wěn)定性CO?甲烷化催化劑。CO?加氫制甲烷作為可以將溫室氣體資源化利用并儲存可再生能源的技術(shù)，對于助力鄂爾多斯市開展煤炭等相關(guān)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，發(fā)展構(gòu)建“風(fēng)、光、氫、儲、車”產(chǎn)業(yè)集群，推動“雙碳”先行示范區(qū)的建設(shè)具有重要應(yīng)用價值。

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鈣鈦礦型高熵氧化物催化劑制備過程示意圖

技術(shù)團隊采用創(chuàng)新性的技術(shù)路線和實驗設(shè)計，?成功開發(fā)出兩項研究成果：一是具有不同形貌特征和氧缺陷程度的Ni/CeO?低溫型催化劑，其CO?轉(zhuǎn)化率已高達83.41%，產(chǎn)物CH?選擇性始終穩(wěn)定在100%；二是以不同類型的高熵氧化物為前驅(qū)體，開發(fā)出高溫型CO?甲烷化催化劑，CO?轉(zhuǎn)化率高達80%，產(chǎn)物CH?選擇性可達到100%。

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鈣鈦礦型高熵氧化物催化劑

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螢石型高熵氧化物催化劑

同時，利用“低溫+高溫+低溫”的組合方式，對所制備的催化劑進行CO?加氫反應(yīng)測試，結(jié)果顯示：在溫度為320—350 ℃、壓強為3MPa條件下，兩種催化劑CO?的轉(zhuǎn)化率和CH?的選擇性均達到100%，故可以滿足每生產(chǎn)1kg CH?，實現(xiàn)CO?減排量m≥2.75（kg）的目標，使溫室氣體減排效益顯著。
新型二氧化碳甲烷化催化劑研究與開發(fā)，不僅為CO?減排提供了新的技術(shù)途徑，?還為實現(xiàn)碳資源的循環(huán)利用開辟了廣闊天地。?未來，鄂爾多斯碳中和研究院與天津大學(xué)將繼續(xù)深入探索，?不斷優(yōu)化催化劑性能，?推動CO?甲烷化技術(shù)的推廣及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標貢獻更大力量。