《熔鹽法捕獲二氧化碳和高能化重整》是依託上海大學，由許茜擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：熔鹽法捕獲二氧化碳和高能化重整
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：許茜
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目是基於利用太陽能熔鹽法進行CO2捕獲、高能轉化利用的基礎研究。採用鹼金屬碳酸鹽基熔鹽作為反應介質，利用鹼性氧化物為捕獲劑，進行二氧化碳的捕獲與富集；並進一步將富集得到的CO2通過熔鹽體系參與甲烷重整和碳的氣化過程，即通過熱化學方法將二氧化碳重新轉化成能量載體形式CO。研究中採用高溫拉曼光譜原位研究固體氧化物/熔鹽混合體系中二氧化碳捕獲和轉化過程中化學鍵的斷裂和重構；利用透明反應槽結合高像素攝像技術研究二氧化碳在固/液共存的體系中吸附、脫附、傳輸等巨觀動力學行為。通過本項目研究確定合適的熔鹽組成、高效捕獲劑和催化劑的組成、結構和負載方式；弄清二氧化碳在含固體鹼性金屬氧化物/熔鹽混合體系中的存在形式、化學反應熱力學和動力學；明確二氧化碳與甲烷或碳在熔鹽中催化劑作用下的反應機理，確定強化手段；闡明熔鹽在二氧化碳重整甲烷過程和碳氣化過程的作用、組成與性質的變化、使用壽命和循環利用。
結題摘要
由於化石類燃料大量使用和CO2過量排放，已經引起全球性氣候變暖。二氧化碳的捕獲和再利用變得刻不容緩。本項目利用熔鹽技術進行二氧化碳捕獲、富集和高能轉化。採用鹼金屬（鋰/鈉）矽酸鹽作為捕獲劑與鹼金屬碳酸鹽作為促進劑，實現了對CO2的高效捕獲和捕獲劑循環再利用；利用NiFe/Al2O3固相催化劑與KCl-NiCl2熔鹽協同作用後沒有活性衰減跡象；利用Ni-CaO雙性能捕獲劑實現CO2的捕獲以及加氫高能轉化，且產品CO選擇性高；通過原位Raman光譜和第一性原理計算確定了CO2在鹼金屬碳酸鹽中的存在形式為C2O5團簇; 闡明了熔鹽在CO2捕獲過程中的促進作用以及在甲烷熱解過程中提高鎳基催化劑使用壽命的機理。利用本研究獲得複合捕獲劑可用於冶金、火力發電等行業產生廢氣中二氧化碳的捕集；熔鹽輔助長壽命鎳基催化劑可用於甲烷制氫；這些對二氧化碳減排和氫能源的利用具有重要意義。
