生物质热化学转化制备绿氢研究进展

作     者：孙仲顺 刘根 程春昱 李美昕 杨宪坛 吴志强 杨伯伦 SUN Zhongshun;LIU Gen;CHENG Chunyu;LI Meixin;YANG Xiantan;WU Zhiqiang;YANG Bolun

作者机构：西安交通大学化学工程与技术学院陕西西安710049 陕西省能源化工过程强化重点实验室陕西西安710049 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2025年第44卷第5期

页      面：2667-2682页

核心收录：

学科分类：080706[工学-化工过程机械] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 

基　　金：国家自然科学基金(22038011,52476223) 陕西省创新能力支撑计划——青年科技新星(2023KJXX-004) 

主　　题：生物质 绿氢 热化学转化 热解 气化 化学链 

摘      要：绿色氢能被视为最具潜力的能源之一,其应用对促进能源转型、助力碳减排、推动可持续发展具有重要意义,而清洁、可再生的生物质资源(约35×10^(8)t/a)为绿氢的生产提供了一种可持续的原料选择。本文首先从制氢技术/碳排放角度给出了绿氢的界定,并总结了绿氢制备的途径;其次,概述了生物质热化学转化制备绿氢的研究进展,重点围绕热解、气化、化学链技术制备绿氢的反应机理、影响因素和过程强化策略展开讨论,并从效率和成本等角度对比了不同绿氢生产工艺的性能;此外,还讨论了绿氢的分离与纯化工艺。分析结果表明:生物质热化学转化制绿氢成本为1.25~2.20USD/kg,产氢效率为35%~65%,氢产率约为190g/kg。比较几种制氢技术,热解串联重整制氢技术具有工艺简单、产氢速率快的优势;蒸汽气化技术在提升氢气产量和纯度方面具有优势,而化学链转化在负碳高纯氢气的生产方面具有较大的潜力。通过水气变换、酸性气体去除和氢气纯化步骤可获得高纯绿氢。最后,本文讨论了生物质热化学转化制氢的挑战,并从降低原料成本、提高制氢效率和实现CO_(2)的富集利用三个角度提出了未来发展建议。