我校谭小耀教授团队研发了一种新型金属镍中空纤维催化膜反应器用于在线制氢

发布者:于子钧发布时间:2021-04-08浏览次数:10

《膜科学》(J. Membr.Sci., IF: 7.183)于202011月在线发表了我校谭小耀教授团队题为“Hydrogen production by methane steam reforming using metallic nickel hollow fiber membranes”的学术论文(Mingming Wang, Xiaoyao Tan*, Julius Motuzas, Jiaquan Li, Shaomin Liu*,J. Membr.Sci., 2020, doi.org/10.1016/j.memsci.2020.118909)。

目前,我国正加快推动氢能开发和产业应用。然而,氢燃料电池汽车商业化应用目前面临最大的挑战是氢气的储存、携带和加氢过程的安全性和高附加成本。本工作要研发了一种新颖的全金属镍中空纤维催化膜反应器用于高效在线制高纯氢以便于直接连接应用于氢燃料电池。使用甲烷或其他传统化石燃料,与水按一定配比进入催化膜反应器中发生重整反应生成H2CO2H2通过金属镍膜从反应产物中被分离出来,得到纯H2直接供给燃料电池等用氢设备。

其金属镍中空纤维膜采用改进后的相转化法纺制并烧结而成,具有高度非对称的微结构,分离层厚度仅为普通无机中空纤维膜厚度的1/4,大大提升了氢气的分离性能,同时内部多孔的微结构极大增加了其比表面积,提升了其催化性能。结果显示,该催化膜反应器制氢效率达到50.84 mmol/m2/s,H2纯度接近100%。相对于常见的钯膜,该金属镍膜造价成本低,抗毒化性能好,在氢气纯化和在线制氢方面展现处巨大的应用前景。

该工作为我校谭小耀教授团队和澳大利亚Curtin大学刘少敏教授团队合作完成,受到国家自然科学基金面上项目(91745116)的资助。本工作要特别致谢我校分析中心在分析测试方面给与的大力支持!

全金属镍中空纤维催化膜反应器用于高效在线制高纯氢示意图