我所發表二氧化碳膜反應器綜述文章

  近日,我所無機膜與催化新材料研究組(504組)張鵬副研究員、朱雪峰研究員和楊維慎研究員團隊與美國南卡羅來納大學Kevin Huang教授團隊合作,發表了題為“The current status of high temperature electrochemistry-based CO2 transport membranes and reactors for direct CO2 capture and conversion”的綜述文章。

  地球上二氧化碳濃度逐年升高,導致極端氣候變化,造成災難事件頻發。因此,從燃煤發電和工業等排放源頭捕獲二氧化碳的工作迫在眉睫,發展高效碳捕獲與轉化技術對解決這一問題具有重要意義。二氧化碳分離膜反應器不僅可以直接捕獲高溫下的二氧化碳氣體,而且可以原位將其轉化為高價值的化學品,是近些年來發展起來的新型碳捕獲與轉化技術。

  該綜述圍繞此類膜反應器技術,系統論述了二氧化碳分離機理和模型方程,詳細介紹了制備過程、微觀結構、表面改性等關鍵技術對分離性能的影響,總結了二氧化分離膜反應器在耦合二氧化碳捕獲與轉化方面的優勢和發展現狀,展望了二氧化碳分離膜反應器的發展前景及面臨的挑戰。

  近年來,該研究團隊在無機膜碳捕獲方面取得了系列進展,首次提出并驗證了超薄二維金屬-有機骨架分子篩膜新概念,實現H2/CO2分離(Science,2014;Angew. Chem. Int. Ed.,2017);發展了金屬-有機骨架分子篩納米籠調控新策略,實現CO2/N2分離(Angew. Chem. Int. Ed.,2015; Adv. Mater.,2017);提出了透氧膜反應器中的反應-反應耦合新過程,在水氣變換反應的同時實現H2/CO2分離(Energy Environ. Sci.,2017;AIChE J.,2020)。

  該研究成果發表在Progress in Energy and Combustion Science上。以上工作得到國家自然科學基金,中科院先導B等項目的資助。(文/圖 張鵬)

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