成果简介:
以多相催化反应工程为研究方向,聚焦于石油基有机液体储氢技术,针对其催化脱氢过程效率低、稳定性差等瓶颈问题,以“基于反应特性分析的催化剂结构调控与反应强化”为切入点,(1)发展基于微观动力学、理论模拟和原位表征耦合的原子水平活性位辨识方法,建立催化剂微结构与性能的构效关系,为提升催化剂本征性能奠定基础;(2)提出基于过渡金属电子组态多样性的金属活性位微观结构定向调控机制,阐明过渡金属电子组态对活性位配位/电子结构的调控规律,显著提高脱氢活性和稳定性;(3)开发了粉末催化剂成型一体化的介尺度强化手段,揭示强吸附物种存在条件下反应-扩散协同强化策略,最终研制出高效稳定的成型催化剂,助推石油基有机液体储氢技术的实际应用。
技术特点及技术指标:
1、富芳馏分组成的有机液体,成本是纯芳烃类有机液体的 1/3。
2、相较于工业上脱氢温度 350℃, 催化脱氢温度可以降至300℃。
应用领域:
1 、大规模、季节性、长距离的氢气输运,例如氢气的跨国运输,氢气的“西气东输”
2 、分布式的供氢发电系统,例如通信基站备用电源、海岛供电、AIP 潜艇、单兵作战武器等
投入需求:
场地无限制,资金需求约 500 万,主要用于装置研发。
专利授权及申请情况:
1 、国家发明专利:一种自热供氢装置及其应用(授权)
2 、国家发明专利:有机氢化物脱氢催化剂、制备方法、整体工艺及设备(实审)
成果受资助及获奖情况:
1 、国家自然科学基金青年项目,22208374,MnOx 诱导 Pt 电子结构调控及其 催化有机氢化物脱氢性能研究,2023-01 至 2025-12;
2 、中国化工学会基础研究成果奖,一等奖,主控尺度结构辨认及加氢催化剂 设计,2022;
3、中国石油科技创新基金项目,HX20230384,石油基储氢介质脱氢整体催化 剂设计与反应强化,2023/05-2026/05;
4 、山东省自然科学青年基金项目,ZR2020QB173,用于有机储氢介质脱氢的 高效低 Pt 催化剂构筑及其催化机理研究,2021/01-2023/12;
5、浙江大学能源清洁利用国家重点实验室开放基金,ZJUCEU2022019,有机 储氢载体脱氢整体催化剂设计及反应强化,2023/01-2024/12;
技术成熟程度: ☑形成样机、样品或软件
拟合作方式:□ ☑合作开发