镍基催化剂甲烷水重整反应速率的一个近似普适模型

作者：张晓宇; 林子敬

来源：中国科学技术大学学报, 2016, 46(12): 999-1006.

• 反应动力学
• 速率方程
• 活化能
• 水反应级数
• 固体氧化物燃料电池

甲烷水重整(methane steam reforming,MSR)反应速率是影响以甲烷为燃料的固体氧化物燃料电池(solid oxide fuel cell,SOFC)性能的一个重要因素.SOFC中最常用的MSR催化剂是镍(Ni).根据不同实验而提出的Ni催化MSR反应速率表达式差异很大,且实验都是在较高水碳比条件下开展,不能满足使用低水甲烷燃料的SOFC研究需要.系统总结了已知主要速率模型,归纳了其共性与差异性特征,并基于最近发现的低水甲烷MSR反应速率结果,提出了一个适宜任意水汽含量的统一的MSR速率半经验表达式.该模型可以解释不同实验得出不同水反应级数的貌似矛盾的结果,并可合理地拟合不同条件如不同水汽组分和不同工作温度下获得的实验数据.

• 单位
  物理学院; 中国科学院; 中国科学技术大学