祝贺课题组王潘磊的论文：Exploring the regulation mechanism of Ca/Fe-based oxygen carrier in biomass chemical looping gasification被Chemical Engineering Journal收录，赵海波教授为通讯作者。

生物质能作为最有价值的可再生能源之一，为优化全球能源框架提供了可行的解决方案。化学链气化（CLG）作为一种创新、高效的气化技术，可将低品位生物质转化为高价值的合成气，用于制氢、发电和费托合成等领域。本文通过溶胶凝胶法制备了四种不同Ca/Fe摩尔比的氧载体，全面探究了Ca/Fe基氧载体在生物质CLG中的调节机制，为Ca/Fe基氧载体合成以及富氢合成气的制备提供了有价值的见解，助力于清洁、高效和可持续的生物质CLG技术发展。

本文发现Ca/Fe基氧载体对生物质热解和气化产物表现出选择性氧化能力。Ca元素的加入显著提高了合成气的H₂浓度、总产率、选择性和H₂/CO比。氧载体的晶格氧和催化作用对生物质焦的转化率均有显著影响。在CLG后期，催化作用变得突出，同时氧载体活性晶格氧的贡献减小。XRD分析表明，Ca₂Fe₂O₅对生物质焦转化的催化能力最强。部分还原氧载体催化水煤气变换反应以及深度还原氧载体参与蒸汽-铁反应，共同调节着富氢合成气的组成。Ca元素的加入增强了Fe基氧载体对水煤气变换反应的催化能力，在同等温度下Ca₂Fe₂O₅氧载体的CO转化率最高。有趣的是，Ca/Fe相互作用显著加快了蒸汽-铁反应速率，缩短了反应时间。此外，H₂/H₂O固定床实验和XRD分析还证实，Ca₂Fe₂O₅氧载体的还原和氧化反应均确定为一步反应，Ca₂Fe₂O₅+3H₂↔2CaO+2Fe+3H₂O。

图1 新鲜Ca/Fe基氧载体的表征结果

图2 不同Ca/Fe基氧载体深度还原制氢结果

图3 Ca₂Fe₂O₅氧载体的氧化还原途径辨析

该工作得到国家重点研发计划(2022YFE0135500)、国家自然科学基金(52025063)和湖北省自然科学基金(2022BCA087)的支持。

文章完整信息：

Panlei Wang, Chaohe Zheng, Ying Li, Zuwei Xu, Haibo Zhao*. Exploring the regulation mechanism of Ca/Fe-based oxygen carrier in biomass chemical looping gasification. Chemical Engineering Journal, 2024,498:155488.

全文链接：

https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.155488