The invention discloses a method of direct photothermal conversion of methanol to hydrogen. By capillary effect, the nano-catalyst continuously transmits reaction liquid upward to form nano-fluid. Combined with the strong light absorption characteristics of nano-fluid, under the concentrated light irradiation, the reaction liquid around the nano-catalyst evaporates gradually, and the reaction liquid is continuously supplied to the catalyst. At first, the temperature of the catalytic layer keeps rising. When the evaporation rate is balanced with the liquid supply rate, the temperature remains stable. At this time, hydrogen is generated steadily on the surface of the catalyst at the gas-liquid interface. The whole catalytic experiment can use solar energy as heat source, which is green and environmental protection. The catalytic device is simple and convenient, and can reduce the manufacturing cost.
【技术实现步骤摘要】
一种直接光热转换甲醇制氢的方法
本专利技术属于氢气制备
,具体涉及一种直接光热转换甲醇制氢的方法。
技术介绍
氢气作为未来不可缺少的燃料,在燃料电池、化学处理和航空等领域有着广泛的应用。氢的产生可以来自水、天然气、煤或生物质。然而,一些制氢方法存在一些缺陷。水通过热吸收直接裂解需要高达2500K以上的高温,其热源可由太阳能提供。但其需要一种特殊的设备将氢和氧混合物分离出来,放置其再次生成水或者易爆炸。煤炭气化可以产生大量的氢气,但煤炭是稀有和不可再生的。生物质制氢技术也是另一个制氢途径,但是在制氢过程中,大多仍需一定量的氢气作为推动剂。目前,甲醇水蒸气重整或甲醇分解是实现天然气制氢的重要途径。众所周知,在所有的醇中,甲醇是最简单的,因为它只有一个碳原子。强C-C键可以在250℃左右进行重整,这比其它燃料的低。而甲醇裂解或者甲醇重整都是吸热反应:CH3OH+H2O——CO2+3H2∆H=50.7kJmol−1,即利用甲醇与水混合蒸汽在250度高温下与催化剂发生反应。太阳能作为一种可再生能源,取之不尽、用之不竭的优势,能够满足全球能源需求。将太阳能利用于催化制氢将是一大进步和突破。目前已有专家提出利用抛物槽聚光太阳能给钢管或者透明管子(内含催化剂)加热,将甲醇与水混合蒸汽通入管内进行催化产氢,但其甲醇与水蒸汽的产生仍利用了辅助能源,该能源的使用也在一定程度上消耗了能量,且整体装置耗资大。除此之外,传统甲醇制氢方法通过聚光照射钢管从而向催化剂传递热量,此过程热量传递环节多,导致热阻大,且钢管表面温度高,辐射传热损失大,而且仅靠表面吸收热量,整体太阳能利用率 ...
【技术保护点】
1.一种直接光热转换甲醇制氢的方法,其特征在于:利用毛细作用使甲醇反应液浸润纳米催化剂形成纳米流体,通过聚光照射使纳米催化剂周围的甲醇反应液蒸发,同时甲醇反应液持续供给,从而在气液交界处产生氢气。
【技术特征摘要】
1.一种直接光热转换甲醇制氢的方法,其特征在于:利用毛细作用使甲醇反应液浸润纳米催化剂形成纳米流体,通过聚光照射使纳米催化剂周围的甲醇反应液蒸发,同时甲醇反应液持续供给,从而在气液交界处产生氢气。2.根据权利要求1所述的直接光热转换甲醇制氢的方法,其特征在于:所述甲醇反应液是水和甲醇的混合液,纳米催化剂兼备催化特性与强光吸收特性。3.根据权利要求2...
【专利技术属性】
技术研发人员:宣益民,俞晓晓,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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