【学术报告】太阳能光热解水制氢：混合导体透氧膜反应器

摘要

水是地球最常见的物质之一，71%的地球表面被水覆盖。由于不可再生能源被日益消耗，人们一直梦想能够把水变成燃料。在2015年，奥迪公司(Audi)首次实现利用水，二氧化碳和可再生能源合成柴油[1].

在本讲座中，我将介绍利用太阳能光热解水制氢的技术。光热解水能够有效利用太阳光的整个光谱，从而提高太阳能利用率。混合导体透氧膜，如La_0.9Ca_0.1FeO_3-δ (LCF-91) 可以提高水分解速率 [2，3]。另外，透氧膜反应器可以结合热解水制氢和甲烷部分氧化反应，在膜的两侧分别制备纯氢气和合成气(synthesis gas)，提高反应器的效率，降低制氢成本。由于表面反应是这个过程的瓶颈，膜表面优化如增加表面面积和加载催化剂可以将热解水制氢速率提高两个数量级。目前，太阳能热解水技术仅能在实验室实现。因此，对氧气穿透过程的研究及表面反应机理的理解能够指导反应器的设计及系统整合优化，从而将本技术应用在工业生产过程中。

个人简介

吴晓雨，美国麻省理工学院MIT机械工程系博士生。2009年获浙江大学能源与系统工程系学士学位，2012年获热能工程硕士学位，浙江大学最高荣誉竺可桢奖学金获得者。2012年9月进入MIT机械系攻读博士学位，获得MISTI-MITEI fellow，美国化工学年会Best Presentation Award，MIT Golden Beaver Award等荣誉。主要研究功能性氧化物在新能源技术的应用，包括氧气穿透膜，钙钛矿催化剂等。

参考文献：

[1]: http://fortune.com/2015/04/28/audi-just-invented-fuel-made-from-co2-and-water/

[2]: X.Y. Wu, et al., “Toward enhanced hydrogen generation from water using oxygen permeating LCF membranes”, Physical Chemistry Chemical Physics, 17 2015 10093-10107

[3]: X.Y. Wu, et al., “Hydrogen Production Using MIEC Membranes for Water Thermolysis with Partial Oxidation of Methane”, 2015 AIChE Annual Meeting, Salt Lake City, 2015 (Best Presentation award)