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摘要
基性—超基性岩的蛇纹石化反应是自然界生成氢气的重要方式之一，一直以来其生氢机制、生氢速率的影响因素以及能否利用该反应进行规模化工业制氢等问题尚不明确。为此，在调研大量国内外文献的基础上，探讨了该反应的生氢机制和影响因素，评估了利用该反应进行工业制氢的潜力，并提出了原位和非原位2种制备氢气方案。研究结果表明：(1)蛇纹石化生氢过程主要受控于温度，在300℃时可达到生氢高峰，且越接近最佳生氢温度，水岩比的影响作用越强；(2)岩石类型对生氢的影响取决于矿物组成，辉石和尖晶石释放的Al对蛇纹石化氢气的产率有促进作用，而尖晶石中的Cr和Ni也是提高氢气产率的重要因素，尤其Ni2+是低温蛇纹石化反应高效产氢的关键因素；(3)低盐度的流体更有利于产氢，在一定条件下酸性和碱性环境均可以提高生氢速率；(4)高SiO2含量则不利于氢气的产出。结论认为：(1)与传统制氢方式相比，蛇纹石化反应生氢具有低成本、低碳环保、原料来源广的优势，并可以结合碳封存过程推动能源向“碳中和”过渡；(2)基于蛇纹石化生氢机理来发展新型工业制氢前景广阔，潜力巨大，为缓解我国当前工业制氢压力提供了新的发展方向和思路。
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单位中国石油大学（北京）; 中国石油勘探开发研究院
