用于車、船載的小型化原位制氫技術(shù)是未來(lái)氫能領(lǐng)域的一個(gè)重要發(fā)展方向,等離子體技術(shù)由于其即時(shí)性、高效性被認(rèn)為最適合于原位制氫。液相放電等離子體的研究已有數(shù)十年的歷史,然而其在制氫領(lǐng)域的應(yīng)用研究還處于初始階段。當(dāng)前液相等離子體制氫技術(shù)的幾個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題包括:如何降低制氫能耗使其適于工業(yè)應(yīng)用,尋找經(jīng)濟(jì)適用的制氫原料,以及弄清等離子體制氫反應(yīng)的機(jī)理。本文針對(duì)目前液相等離子體制氫存在的關(guān)鍵問(wèn)題,采用液相脈沖火花放電等離子體技術(shù)對(duì)醇類物質(zhì)制氫進(jìn)行研究與探討,對(duì)放電制氫的特性、反應(yīng)機(jī)理、制氫原料的選擇、以及如何提高制氫效率進(jìn)行了詳盡的分析。具體研究成果如下:（1）結(jié)合對(duì)液相脈沖放電特性的研究,考察了電極結(jié)構(gòu)、電源參數(shù)、醇溶液狀態(tài)、電場(chǎng)效應(yīng)、熱效應(yīng)等對(duì)液相等離子體制氫的影響,并對(duì)反應(yīng)路徑進(jìn)行分析。結(jié)果表明:在電極結(jié)構(gòu)方面,針-12針與針-球電極結(jié)構(gòu)在液相放電制氫中均有較好的表現(xiàn),針-板電極結(jié)構(gòu)適用于基礎(chǔ)研究,同時(shí)針-網(wǎng)電極結(jié)構(gòu)由于能使產(chǎn)氣及時(shí)導(dǎo)出不被后續(xù)反應(yīng)消耗,而適用于實(shí)際應(yīng)用與機(jī)理研究;在電源參數(shù)方面,注入能量與放電頻率的升高均會(huì)提高產(chǎn)氫量,但注入能量是更為重要的影響因素;在醇溶液狀態(tài)方面,乙醇溶液初始... 

【文章來(lái)源】：大連海事大學(xué)遼寧省 211工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：156 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１氫燃料電池汽車的概念圖［１２］??■?、?？?ｆｌ２１??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｈｅ?ｃｏｎｃｅｐｔ?ｍａｐ?ｏｆ?ｈｙｄｒｏｇｅｎ?ｆｕｅｌ－ｃｅｌｌ?ｖｅｈｉｃｌｅｓ??

?液相脈沖放電等離子體制氫特性及其機(jī)理研宄???蒸汽／液相重整制氫是重整燃料與水（蒸汽）按一定比例在催化劑的作用下，??反應(yīng)生成氫氣。Ｔ．?Ｌｅｖａｌｌｅｙ等［３３］研宄了水蒸汽重整甲烷制氫的過(guò)程，在研宄中他??們給出了甲烷重整制氫的反應(yīng)模型，如圖１．２所示，水蒸氣與甲烷會(huì)在催化劑表面??發(fā)生重整反應(yīng)生成Ｈ２、ＣＯ或Ｈ２、Ｃ０２，并指出該模型適用于大多數(shù)催化重整制??氫的機(jī)理；Ｍ．?Ｎｉｅｌｓｅｎ等［３４］采用ＲｕＨＣｌ（ＣＯ）（ＨＮ（Ｃ２Ｈ４ＰｉＰｒ２）２）均相催化劑于??ＫＯＨ／ＣＨ３ＯＨ溶液中重整制氫，反應(yīng)只需在９５°Ｃ下就可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氫量４７００ｍｏｌ??Ｈ２／（ｍｏｌ?Ｒｕ－ｈ）；?Ｌ．?Ｌｉｎ等［３５］針對(duì)甲醇和水可實(shí)現(xiàn)液相重整制氫的特點(diǎn)，采用??Ｐｔ／ａ－ＭｏＣ催化劑在１９０°Ｃ下實(shí)現(xiàn)產(chǎn)氫量１８０４６ｍｏｌＨ２／（ｍｏｌＰｔ‘ｈ），其在制氫產(chǎn)量上較??傳統(tǒng)Ｐｔ催化劑提高近兩個(gè)數(shù)量級(jí)。采用此技術(shù)每百公里燃料價(jià)格約１３元，加??６０？８０Ｌ甲醇可供家用小型轎車行駛６００？１０００公里，該技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)原位在線制??氫技術(shù)的突破有著重要意義。??

目前來(lái)看，相較于電子倍増理論，氣泡擊穿理論受到了更多學(xué)者的認(rèn)同，但??確切的液相放電等離子體發(fā)生機(jī)理仍沒(méi)有被證實(shí)，液相放電等離子體發(fā)生機(jī)理的??研究也將成為液相等離子體發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)誓待解決的難題。??１．４．?３液相放電等離子體反應(yīng)器類型??液相放電經(jīng)過(guò)３０年來(lái)的發(fā)展己日漸成熟，其反應(yīng)器類型也是多種多樣。液相??放電等離子體反應(yīng)器類型主要包括針－板式、線－板式、介質(zhì)阻擋放電反應(yīng)器、輝光??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Methane conversion using a dielectric barrier discharge reactor at atmospheric pressure for hydrogen production[J]. N KHADIR,K KHODJA,A BELASRI.  Plasma Science and Technology. 2017(09)
[2]氫能開發(fā)與利用中的關(guān)鍵問(wèn)題[J]. 曹湘洪.  石油煉制與化工. 2017(09)
[3]上汽:燃料電池車和純電動(dòng)車可互為補(bǔ)充[J]. 伊軍令.  汽車縱橫. 2017(08)
[4]水電解制氫技術(shù)發(fā)展概況[J]. 舟丹.  中外能源. 2017(08)
[5]電動(dòng)汽車用氫燃料電池發(fā)展綜述[J]. 付甜甜.  電源技術(shù). 2017(04)
[6]大氣壓放電等離子體研究進(jìn)展綜述[J]. 李和平,于達(dá)仁,孫文廷,劉定新,李杰,韓先偉,李增耀,孫冰,吳云.  高電壓技術(shù). 2016(12)
[7]固體氧化物燃料電池用鋯基電解質(zhì)材料研究概述[J]. 徐宏,趙娜,張赫,薛倩楠,張建星,黃小衛(wèi).  稀有金屬. 2017(04)
[8]世界氫能發(fā)展現(xiàn)狀與技術(shù)調(diào)研[J]. 王寒.  當(dāng)代化工. 2016(06)
[9]氣相色譜法測(cè)定合成氣制烯烴水相產(chǎn)物中低碳醇、醛、酮、酸化合物[J]. 顧一丹,李繼文,陶躍武.  石油化工. 2016(04)
[10]微波液相放電乙醇制氫發(fā)射光譜研究[J]. 孫冰,王波,朱小梅,嚴(yán)志宇,劉永軍,劉慧.  光譜學(xué)與光譜分析. 2016(03)

博士論文
[1]協(xié)同驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)滑動(dòng)弧溫等離子體重整甲烷/甲醇制氫基礎(chǔ)研究[D]. 張浩.浙江大學(xué) 2016
[2]微波液相放電等離子體特性及應(yīng)用研究[D]. 王波.大連海事大學(xué) 2014
[3]摻氫汽油機(jī)燃燒與排放特性的試驗(yàn)研究[D]. 汪碩峰.北京工業(yè)大學(xué) 2013

碩士論文
[1]大氣壓下火花放電等離子體高效轉(zhuǎn)化甲烷制氫和乙炔的研究[D]. 藺燦坤.大連理工大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3546470