新型水合物复合储氢技术研究

发布时间：2022-12-17 16:19

　　气体水合物储氢是一项具备大规模工业化应用前景的储氢技术。为优化水合储氢条件、提升水合储氢量,近年来已经开发出了三代水合储氢技术。这三代水合储氢技术均存在一个问题:当水合储氢条件温和时储氢性能会下降,将影响工业化应用。针对该问题,本文提出了将水合储氢技术与其他储氢技术复合的新型水合物复合储氢技术,通过高压反应实验、拉曼光谱表征和拉曼原位分解实验研究水合-化学复合储氢技术、水合-碳纳米管吸附复合储氢技术,以达到低操作压力、高储氢密度的目标。本文选用叔丁醇（tBA）作为水合-化学复合储氢的化学储氢材料,在水合反应釜中测定了叔丁醇-甲烷-氢-水四元体系的水合物相平衡数据,利用拉曼光谱研究了复合储氢水合物的微观结构及分解过程,结果表明2.8mol%tBA和5.6mol%tBA可以分别将（75mol%）H₂/CH₄水合物相平衡线向高温方向移动约4K和5K,拉曼光谱研究认为其热力学促进机理为tBA与水分子通过羟基之间的氢键诱导形成亚稳态水合物笼,随后在甲烷分子的帮助下形成稳定的sII型水合物并对氢气水合物生成起到热力学促进作用。在450ml的高压反应釜中2... 

【文章页数】：148 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 气体水合物技术
    1.2 第二代水合储氢技术
    1.3 第三代水合储氢技术
    1.4 本论文的研究意义:新型水合物复合储氢技术
    1.5 本论文的研究内容、技术路线和创新点
第二章 水合-化学复合储氢的新尝试:以叔丁醇为例
    2.1 实验部分
    2.2 实验数据评价方法
    2.3 叔丁醇对水合储(75mol%)H_2/CH_4 热力学促进机理研究
    2.4 叔丁醇sII型水合物5~(12)空笼水合-化学复合静态储氢研究
    2.5 叔丁醇sII型水合物5~(12)6~4空笼水合-化学复合静态储氢研究
    2.6 叔丁醇对水合-化学复合静态储氢调变机理的研究
    2.7 本章小结
第三章 水合-化学复合储氢常压分解过程Raman光谱研究
    3.1 实验部分
    3.2 在5.6mol%叔丁醇水合-化学储氢水合物样品原位分解研究
    3.3 在2.8mol%叔丁醇水合-化学储氢水合物样品原位分解研究
    3.4 本章小结
第四章 水合-碳纳米管吸附复合静态储氢研究
    4.1 实验部分
    4.2 实验数据评价方法
    4.3 多壁碳纳米管悬浮液静态水合储(75mol%)H_2/CH_4 研究
    4.4 多壁碳纳米管冰粉静态水合储(75mol%)H_2/CH_4 研究
    4.5 多壁碳纳米管和冰粉强化水合储氢机理分析
    4.6 本章小结
第五章 卤代烃促进水合储氢研究
    5.1 实验部分
    5.2 卤代烃对氢气水合物热力学促进作用研究
    5.3 一氟二氯乙烷—氢气水合储氢研究
    5.4 三氯甲烷—氢气水合储氢研究
    5.5 本章小结
第六章 新型水合储氢工艺设计
    6.1 工艺流程
    6.2 液化法储氢和压缩法储氢能耗分析
    6.3 新型水合-化学复合储氢工艺能耗分析
    6.4 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
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本文编号：3720250