石化与新材料

甲烷干重整与原位 CO2 转化技术是一种将甲烷和二氧化碳转化为合成气（H2+CO）的技术。该技术的研发需求背景主要是：

 

1) 可再生能源需求不断增加：随着人们对环境保护和可持续发展的关注不断增加，可再生能源（如太阳能和风能）得到了广泛的应用。然而，这些可再生能源具有波动性和不稳定性，需要在利用之前进行存储和转化。合成气是一种常用的能源载体，可用于生产燃料、化学品和氢气等能源产品。

 

2) 全球碳排放问题：全球气候变化是一个严重的问题，导致了海平面上升、极端天气事件和生态系统破坏等问题。减少碳排放是解决气候变化问题的一个重要措施，而甲烷是一种非常强的温室气体，甲烷干重整和原位 CO2 转化可以将甲烷和二氧化碳转化为合成气，从而减少碳排放。

 

3) 能源安全问题：能源安全是一个全球性的问题，许多国家需要依赖进口化石燃料来满足其能源需求。甲烷干重整和原位 CO2 转化技术可以将甲烷和二氧化碳转化为合成气，从而实现对国内化石燃料的替代，提高国家的能源供应安全。

因此，开发甲烷干重整与原位 CO2 转化技术对于实现可再生能源存储和利用、减少碳排放和提高国家能源安全等方面具有重要的意义。

 

研发甲烷干重整与原位 CO2 转化技术面临以下主要技术难题：

 

1. 反应温度控制：甲烷干重整和原位 CO2 转化过程是高度吸热反应，需要在高温下进行，但温度过高会导致副反应的发生，降低反应产物的选择性和效率。因此，如何进行反应温度的精确控制。

2. 催化剂性能：催化剂是影响甲烷干重整与原位 CO2 转化反应性能的关键因素。如何开发高效、稳定、低成本的催化剂是该技术研究的另一个关键问题。

3. 热力学平衡：在甲烷干重整与原位 CO2 转化过程中，存在多个竞争反应，要实现高效的转化，如何打破反应的热力学平衡，使产物选择性的提高。

 

实现甲烷干重整与原位 CO2 转化技术的研发期望实现以下主要技术目标：

1) 提高反应效率：通过优化催化剂和反应器设计，提高反应转化率，降低反应能耗。

2) 改善产物分布：通过开发高效的催化剂和优化反应条件，改善产物分布，提高产物选择性的同时，降低副产物的生成。

3) 提高系统稳定性：通过优化系统设计和控制策略，提高系统稳定性，确保长期稳定运行。

4) 降低成本：通过开发低成本、高效率的催化剂和反应器，降低技术的成本，提高其商业化应用的可行性。