热能动力工程

作者：褚志炜,李英杰

单位：山东大学 核科学与能源动力学院,,山东大学 核科学与能源动力学院,

关键词：甲烷裂解制氢;铁基催化剂;反应机理;载体;掺杂改性

基金：国家重点研发计划“政府间国际科技创新合作”重点专项支持项目

甲烷裂解制氢技术具有工艺流程简单、无温室气体排放、氢气和积碳易分离等优势。综述了反应器类型和催化剂种类对甲烷裂解制氢特性的影响，总结了甲烷裂解制氢反应机理和热力学特性。铁基催化剂具有成本低及环境友好等特点，在700-900 ℃展现出较高的催化甲烷裂解性能，介绍了铁基催化剂甲烷裂解制氢特性。探讨了载体和掺杂改性对铁基催化剂性能的影响。Al2O3和ZrO2等具有良好的热稳定性适合作为铁基催化剂载体；经Ni、Co、Mo、Ce等掺杂改性的铁基催化剂表现出更高活性，甲烷转化率能提高10-30%。甲烷裂解制氢还面临催化剂失活和能耗高等问题，因此解决铁基催化剂再生和低碳供能等问题有望推进甲烷裂解制氢的工业应用。

来源：2025年第12期

《热能动力工程》期刊编辑部

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