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日前，大連理工大學(xué)能源與動力學(xué)院唐大偉教授團隊在分布式制氫領(lǐng)域取得新進展，相關(guān)成果以“A high temperature tubular reactor with hybrid concentrated solar and electric heat supply for steam methane reforming”為題發(fā)表于期刊《Chemical Engineering Journal》（IF：13.27）。

太陽能光熱驅(qū)動的蒸汽甲烷重整是實現(xiàn)能源脫碳、升級和利用的有效途徑，其中分布式太陽能熱化學(xué)反應(yīng)器(STR)被廣泛研究。STR是實現(xiàn)太陽能光-熱-化學(xué)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵部件。然而，目前的STR存在導(dǎo)熱性能差和受太陽能輻照度制約的問題。團隊提出一種基于高溫?zé)峁艿墓苁椒磻?yīng)器，突破目前制氫反應(yīng)器技術(shù)瓶頸，實現(xiàn)了太陽能光熱與光伏電的混合能源供應(yīng)的全時長產(chǎn)氫。

考慮到甲烷蒸汽重整是強吸熱過程，因此，強化反應(yīng)器傳熱性能是提升光-熱-化學(xué)轉(zhuǎn)化率的有效手段，研究團隊設(shè)計了具有相變金屬及毛細心的同心高溫?zé)峁軣峄瘜W(xué)反應(yīng)器。研究表明：（1）反應(yīng)器響應(yīng)速度較快，且均溫性為96.5%，高于傳統(tǒng)STR約60%以上，有效避免反應(yīng)過程中反應(yīng)器局部過熱和催化劑燒結(jié)。（2）反應(yīng)器運行穩(wěn)定，在全時長制氫過程中，甲烷轉(zhuǎn)化率達96%以上，氫氣純度高于70%，且光-熱-化學(xué)能量轉(zhuǎn)化達到40%以上。該研究實現(xiàn)了分布式太陽能利用及高效能源轉(zhuǎn)換，同時指明了STR的發(fā)展方向。

以上工作得到國家自然科學(xué)基金、海洋能源利用與節(jié)能教育部重點實驗室、大連市重點領(lǐng)域創(chuàng)新團隊的大力支持。

論文的第一作者為我院博士生馬靖，通訊作者為唐大偉教授和李林副教授。其余相關(guān)成果申請并授權(quán)項發(fā)明專利一項、實用新型專利兩項，同時獲得企業(yè)資助支持。

原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1385894721036524