一、中温变压吸附H2/CO2分离技术的研发、示范与产业化推进
阐明基于钾离子输运的表面CO2弱化学吸附机理,指导新型水滑石吸附剂开发,拓宽层间距提升钾修饰量,吸附量达到国际同类最高;完成中温脱碳的氮基疏水活性炭的机理研究及疏水脱碳吸附剂开发工作。创制蒸气冲洗Rinse和清洗Purge新步序,同步提升中温PSA操作氢气净化收率(>99%)与纯度(>99.9%)双高。于潞安丰喜泉稷煤制变换气侧线,建设了国际首台中温运行5000Nm3/h H2/CO2分离大型示范装置,中试累计运行时间达到120天,实现了煤制燃料电池级别氢气生产。相关成果获得了中国发明协会金奖在内的多项奖励;正式发布了关于国内外首个关于中温变压吸附制氢团体标准。
二、多种碳氢燃料重整制氢
合成开发了基底-载体-活性位成型的液体碳氢燃料催化剂,柴油重整转化率大于98%,产物中关键杂质含量低于国际同类文献;突破了催化剂、反应器、系统集成等关键技术,开发了以甲醇、天然气、柴油等燃料重整制氢样机:35Nm3/h制氢量甲醇重整制氢系统,产品氢气杂质CO<0.1ppm、H2S<0.00001ppm;柴油重整转化率大于98%、柴油制氢热电联供效率达82.3%,产物中关键杂质含量低于国际同类文献,完成柴油重整制氢样机在四川康定4200米高海拔、福建平潭岛高盐高湿的特殊环境运行。正式发布了关于柴油重整标准1项。
三、可再生能源分布式燃料电池供能系统
基于Aspen Plus自定义模块开发了重整制氢燃料电池热电联供系统工艺包,实现了从燃料到热电输出(重整、净化、转化炉、综合热管控)的系统静态与动态模拟;基于Aspen Plus自定义模块开发了电-热-质耦合的电化学/热工动态响应高温电解水制氢-燃料电池模型,基于能/㶲分析、综合考虑电解性能/气液分离对系统电/热多品位能量利用的影响;动态化拓展电堆/系统稳态模型、反映不同尺度波动电力下电化学/热工动态响应。