等离子体辅助铈基催化剂催化氨制氢的性能研究

以铈基纳米球(CeO_(2)-S)为载体,掺杂3d过渡金属(Fe、Co和Ni),研究金属掺杂CeO_(2)基催化剂在氨分解制氢反应中的催化性能。采用X射线衍射仪(XRD)、高角度环形暗场扫描透射电镜(HAADF-STEM)、能量色散X射线能谱(EDX-mapping)、拉曼(Raman)等表征方法对催化剂的理化性质进行分析。结果表明,与单金属掺杂相比,双金属共掺杂的CeO_(2)基催化剂增加了催化剂的氧空位,促进了电子从CeO_(2)载体向活性金属的转移,进而促进氨分解。在非热平衡等离子体(输入电压8000 V)辅助催化氨分解反应中,FeCo/CeO_(2)-S催化剂的H2生成速率最高,达到29.3 mmol/(g_(cat)·min),并在550℃下实现NH_(3)的完全转化。等离子体与催化剂协同可进一步提高氨分解制氢的性能,为能源载体制氢提供一种新思路。

船舶领域氨制氢技术研究进展

质子交换膜燃料电池(PEMFC)有着能量转化率高、低噪音、装置规模小的特点,装载在船舶上能够显著提高船舶的续航力、隐蔽性。PEMFC的原料氢存储问题一直是该技术的瓶颈,而氨制氢技术相对成熟,成本低,产物气中氢气浓度较高,在一定程度上能解决目前的储氢问题。氨制氢技术在节能减排方面也比较突出,有很广的应用前景。

液氨制氢企业隐患整改和安全监管

兴化市拥有各类不锈钢制品生产企业2000余家,其中使用液氨制氨从事不锈钢丝(带)生产的企业(以下简称液氨制氢企业)200余家。随着企业规模不断扩大和经济体量不断增长,其在安全生产方面存在的问题逐步凸显,尤其是液氨制氢企业,生产过程中使用到氨、氢、氮等多种危险化学品,涉及的危险源点多面广,存在的安全问题则更加突出。2022年,兴化市应急管理局将液氨制氢企业安全问题,纳入年度创新监管工作,开展专项整治行动,着力解决液氨制氢企业存在的疑点难点问题,为不锈钢产业高质量发展保驾护航。

PtIr/CF双功能电极在氨水制氢中的电催化性能研究

以碳纤维纸(Carbon Fiber,CF)为基底,通过可控电沉积制备了PtIr/CF双功能催化电极,并对其在氨水制氢中的电催化性能进行研究。结果表明,Pt､Ir均匀沉积在基底纤维骨架上,呈花簇状分布,表面形成的针形纳米枝晶为催化反应提供丰富的活性位点。当其用作氨氧化反应(Ammonia Oxidation Reaction,AOR)的阳极时,在1.5 mol/L KOH+1.5 mol/L NH_(3)的混合电解液中,PtIr/CF催化电极显示出0.39 V(vs.RHE)的AOR起始电位和134.4 mA/cm^(2)的电流密度;而当其作为阴极用于析氢反应(Hydrogen Evolution Reaction,HER)时,PtIr/CF催化电极在0.121 V(vs.RHE)的电压下实现了100 mA/cm^(2)的析氢性能,并显示出优于Pt/CF电极的电催化性能和稳定性。

氨分解制氢在钼加工行业的应用进展

氨分解变压吸附制氢因其投资成本低、原料采购容易、氢气纯度高,在中小企业得到了广泛应用。随着变压吸附及氢气回收技术的发展成熟,大幅提高了氢气的纯度和利用率,显著降低成本。尾气回收进一步提高了氢气的回收率,把分解产生的氮气变废为宝,可用于钼粉还原的过程中。在国外,采用氮氢混合气体可以制备各种具有特殊性能的钼粉,这值得进行相关应用研究。

纳米氧化镍的制备及其氨分解制氢性能

以六水合硝酸镍和碳酸氢氨为原料、氨水为调节剂,采用水热沉淀法,在不同老化温度下制备了多孔纳米NiO材料;采用XRD、SEM、TEM和N_2吸附-脱附等方法对催化剂进行了表征,并考察了催化剂在氨分解制氢反应中的性能。实验结果表明,在120℃老化温度下制备的NiO分散性良好,平均粒径10.8 nm、比表面积62.2 m^2/g、孔体积0.112 cm^3/g、孔径4.62 nm。在氨分解制氢反应中,120℃老化的NiO催化剂在700℃下的氢气产率为27.87 mmol/(g·min)、氨转化率为83.25%、计算得出的活化能为55.11kJ/mol,具有良好的催化活性。多孔纳米NiO的合成过程易于操作,无需加入表面活性剂,对环境无污染。

氨分解制氢催化剂研究进展

随着环保法规日趋严格,清洁氢能的生产和应用引起关注,氨分解制氢是其中重要途径之一。综述Ru、Ni和Fe等氨分解催化剂的研究进展,Ru催化剂具有较高的催化活性,但由于资源有限和价格昂贵等因素使其在工业应用方面受到限制。以Fe和Ni为代表的非贵金属催化剂资源丰富,价格低廉,氨分解反应转化率高,具有潜在的工业应用前景。我国独创的新一代Fe_(1-x)O基新型熔铁催化剂是目前世界上活性最高的氨合成催化剂,根据微观可逆性原理,新型熔铁催化剂也是氨分解反应活性最好的制氢催化剂。

我国氨氢动力海上船舶创新发展研究

航运业的迅猛发展使得传统船舶的能耗与环境问题日益显现,氨氢动力海上船舶将成为未来海洋交通运载工具的重要发展方向,从而有助于完成“双碳”目标任务和应对国际海事组织温室气体减排战略导向。本文研判了氨氢动力海上船舶的发展需求并全面梳理了国际发展现状,系统分析了氨氢动力海上船舶的关键技术体系,涵盖安全防护、燃料加注、氨重整制氢、海上船舶氨氢动力、可再生能源制氢、基于可再生能源的合成氨工艺、有害污染物排放处理;立足国情,论证提出了我国氨氢动力船舶的阶段性发展目标、上/中/下游的产业发展要素。研究建议,开展氨氢燃料供应体系、氨氢动力海上船舶基础设施建设等专项规划,加强支持性服务设施的维护,尽快积累工程化经验,为后续大规模产业链及基础设施建设提供依据,稳健推动氨氢动力海上船舶产业创新发展。

氨分解制氢装置的HAZOP分析

危险与可操作性(HAZOP:Hazard Operability)分析是一种常见的工艺过程风险分析方法,通过分析生产工艺状态参数的变动及操作控制中可能出现的偏差及导致的后果,找出出现变动与偏差的原因,明确装置或系统在工艺安全设计中存在的缺陷,并针对行动提出相应的安全整改措施。根据《危险化学品企业安全风险隐患排查治理导则》相关要求,涉及“两重点一重大”的生产储存装置必须定期开展HAZOP分析。文章就HAZOP分析方法在氨分解制氢的应用进行探讨。

氨分解制氢工艺对浮法玻璃生产的影响浅析

浮法玻璃生产中锡槽内氢气作为还原气体 ,具有很重要的作用 ,氨分解制氢工艺因较为经济而被广泛应用。那么该工艺制氢对浮法玻璃生产有什么影响呢 ?本文就此提出一些看法进行探讨。

氨分解制氢生产工艺风险防控

对氨分解制氢生产过程主要危险有害因素进行了识别与分析,从安全技术、安全管理、教育培训方面提出了可行的预防事故的防范措施。

氨分解制氢装置工艺设备的技术改造

介绍了氨分解制氧工艺设备的改进。改造氨汽化器,用蒸汽加热液氨替换电加热液氨;用电加热器直接加热氮气,使分子筛加热再生,改造净化系统。

煤制氢氨装置燃料消耗高原因分析与处理

针对煤制氢氨装置燃料消耗高问题,通过理论测算以及装置全流程分析,对生产工艺、装置负荷、原料变化等因素进行了分析与排查,从入炉煤的水分控制、合成回路的驰放气处理、火炬系统的工艺控制、液化石油气运输管理等方面着手,提出了优化控制火炬燃烧场温度、用低价值的驰放气替代液化石油气伴烧、开发新煤种、优化混配煤、控制入炉煤水分等一系列措施并进行了实施,装置燃料消耗明显降低,达到了节能降耗目的,装置运行更经济。

液相还原Ru/CNTs催化氨分解性能研究

近年来各国对环境保护日益关注，为了减少甚至消除汽车、小型发电站等带来的污染，供给质子膜燃料电池（PEMFC）的现场制氢技术的研究受到关注。

液相还原制备钌/碳纳米管及催化氨分解性能

通过乙二醇液相还原法将少量金属Ru沉积在碳纳米管（简称CNTs）上,TEM、XRD表征结果表明,该法明显提高了Ru在CNTs上的分散度,Ru微晶的粒径在3~4 nm。氨分解反应结果表明,采用乙二醇液相还原法在降低Ru负载量的同时还明显提高了Ru/CNTs的催化氨分解活性。在0.4 MPa、773 K、空速GHSV100%NH3=30 000 mL/（h.g）反应条件下,在液相还原法制备的4.2%Ru/CNTs催化剂上氨分解转化率可达48.5%,约为同条件下浸渍法所得5%Ru/CNTs的1.3倍,液相还原最佳配比5.7%Ru/γ-Al2O3的1.2倍。表观活化能测试结果显示用CNTs代替γ-Al2O3作为载体或分散相并不引起所负载Ru催化剂上NH3分解制H2反应的表观活化能发生明显变化。

乙二醇还原Ru／CNTs的制备及催化氨分解性能研究

为获得高分散的Ru负载催化剂，采用乙二醇液相化学还原沉积法制备Ru／CNTs，TEM、XRD、H2-TPD表征，结果表明，乙二醇液相还原法可以制备金属粒径小（2—4nm）而均匀的高分散度的钌修饰CNTs，其表面存在较高稳态浓度吸附氢。以氨分解制氢作探针反应，实验结果表明，在相同反应条件下，经乙二醇油浴液相还原沉积制备的Ru／CNTs催化剂上氨转化率约为浸渍法制得相应催化剂上的1．6倍，同时发现钌微晶粒径在3—4nm范围的Ru／CNTs对氨分解制氢的催化性能最佳，钌微晶粒径≤2nm时氨分解转化率明显下降。

制氢技术发展与探讨

针对国内氢能产业布局与制氢原料分布不均、氢能储运成本过高等问题,多途径探索氢能产业“储、运”环节的解决方案,重点关注并阐述了天然气制氢、甲醇制氢、液氨制氢的发展现状,并分析各制氢技术的优缺点,提出天然气制氢撬装设备、甲醇制氢+二氧化碳捕集技术、氨分解制氢技术等新技术的综合发展应用,将有效改善氢能经济发展受限的诸多问题,促进氢能经济的快速发展。

利用氨作为燃料电池氢载体的研究进展

要想用氨作为氢气载体,必须开发出一种分离技术,能从氨的分解中可靠地回收氢气,并使氢气的纯度满足质子交换膜(PEM)燃料电池的要求。日本Hiroshima大学Yo-shitaugu Kojima领导的一个团队,与Taiyo Nippon Sanso公司、丰田汽车公司和Showa Denko K K 合作,在氨分解制氢方面取得了进展。在一项名为“能源载体”的跨部门战略创新项目的支持下,研究人员开发出了分解氨并回收高纯氢气所需的技术。