基于甲烷催化裂解反应的高效能量转化系统

摘要

甲烷催化裂解反应可以通过一步反应得到不含CO和CO2的氢气和纳米碳材料得到广泛关注。以共沉淀法制备的,水滑石为前驱体的镍基催化剂,具有分散性好,组成易调变,活性高等优点,是甲烷催化裂解反应的优良催化剂。通过在催化剂中加入Cu,ZnO等助剂,可以显著提高催化剂高温稳定性,甲烷的最高转化率和积碳量。甲烷催化裂解反应生成的碳纤维具有比表面大和结晶混乱度高的特点,适合作为直接碳燃料电池的燃料,具有良好的应用前景。以甲烷催化裂解反应为基础,由质子交换膜燃料电池和直接碳燃料电池组成的高效能量转化系统,可以有效提高甲烷转化的效率。通过优化和有效能分析,甲烷的化学能转化为电能的理论效率可以高于75%。