轴向分区反应器

甲烷产率88.6%

高温活化与低温转化在同一模块内解耦，通过电化学CO泵浦绕过动力学瓶颈，实现高效CO2甲烷化。

Yanling, Feng · Tong, Wang · Bin, Wang · Duanhao, Wang · Ling, Yeqing · Shitong, Yu · Wang, Yakun · Jiancheng, Wang · 卜云飞 · Li, Tao

Applied Catalysis B: Environmental 2027

具体参数

甲烷产率

{'zh': '88.6', 'en': '88.6'} %

甲烷时空产率

{'zh': '621', 'en': '621'} mmol·gcat−1·h−1

电解区温度

{'zh': '750', 'en': '750'} °C

甲烷化区温度

{'zh': '250', 'en': '250'} °C

技术优势

反应分区不再迁就温度

上游电解区750 °C活化CO2，下游甲烷化区250 °C进行深度加氢，各步骤在热力学最优窗口进行，而不是在全床层取折中温度。

CO泵浦绕开直接加氢瓶颈

电化学生成的CO中间流直接馈入下游，避开了CO2直接加氢这一动力学迟缓的路径，原位谱学和DFT证实富集的*CO物种经*CHO路径快速加氢。

微通道强化径向传输

相转化诱导的微通道结构提高了反应物和产物在电极内的径向传质效率，有利于维持高CO通量。

应用场景

• 电制甲烷：把可再生电力转化为管道兼容的甲烷，提升储能密度并直接利用现有燃气设施。
• CO2加氢催化剂：Ru/CeO2催化剂原位析出并借CO泵浦避开直接加氢，让CO2加氢更高效。
• 电化学反应器：用同一个反应器完成电解与热催化两步，省去中间气体分离与再加热。
• 高温电解：750 °C电解区高效活化CO2，把高温电解的产物直接串入低温甲烷化。