第二届中国化学链会议

针对生物质化学链气化技术氢气品质差、水蒸气转化率低的问题，本文提出吸附增强耦合置换脱氧协同强化生物质化学链制氢新方法。制氢阶段，脱氧脱碳剂一方面提供电子（Fe⁰-3e^-↔Fe³⁺），参与水分子的活化与解离，完成电子与吸附氧的置换与水蒸气裂解制氢；另一方面作为CO₂吸附剂（CaO+CO₂↔CaCO₃），实现气化过程CO₂的原位脱除，提高氢气品质。制备了不同钙铁比的丁胞结构脱氧脱碳剂（Fe/CaO），并开展脱氧脱碳剂生物质化学链制氢性能研究。研究结果表明，与常规气化相比，脱氧脱碳剂作用下氢气产率达7.89 mmol·g^-1·生物质，提高了311%，CO₂浓度降低了75%。Raman结果表明调制出了低石墨化程度的生物炭（CaO/Fe= 1.5，I_D/I_G= 2.71），有利于脱氧脱碳剂在低温下再生。XRD精修和EPR测试结果验证了脱氧脱碳剂及氧空位的演化规律（CaO+ Fe→ CaCO₃+ Ca₂Fe₂O₅/Fe₃O₄→ CaO+ Fe），揭示了吸附增强-置换脱氧式生物质化学链制氢的可行性，为高品质绿氢制备提供了新思路。