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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(lái)源：碳中和研究院
  • 發(fā)布時(shí)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(shí)實(shí)現(xiàn)碳循環(huán)利用，?被認(rèn)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(xiàng)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(chǔ)存可再生能源的技術(shù)，對(duì)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(jí)，發(fā)展構(gòu)建“風(fēng)、光、氫、儲(chǔ)、車”產(chǎn)業(yè)集群，推動(dòng)“雙碳”先行示范區(qū)的建設(shè)具有重要應(yīng)用價(jià)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(tuán)隊(duì)采用創(chuàng)新性的技術(shù)路線和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，?成功開發(fā)出兩項(xiàng)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(dá)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(dá)80%，產(chǎn)物CH?選擇性可達(dá)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(shí)，利用“低溫+高溫+低溫”的組合方式，對(duì)所制備的催化劑進(jìn)行CO?加氫反應(yīng)測(cè)試，結(jié)果顯示：在溫度為320—350 ℃、壓強(qiáng)為3MPa條件下，兩種催化劑CO?的轉(zhuǎn)化率和CH?的選擇性均達(dá)到100%，故可以滿足每生產(chǎn)1kg CH?，實(shí)現(xiàn)CO?減排量m≥2.75（kg）的目標(biāo)，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(shí)現(xiàn)碳資源的循環(huán)利用開辟了廣闊天地。?未來(lái)，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(dòng)CO?甲烷化技術(shù)的推廣及產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，為實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)貢獻(xiàn)更大力量。