利用吉布斯自由能最小化法对SRE反应系统进行热力学分析
DOI: https://doi.org/10.64083/STE2610108
作者
杨薇，刘文富，高鑫宇
摘要
为解决乙醇水蒸气重整（SRE）制氢过程中催化剂积碳与失活问题，推动氢能绿色生产及“碳中和”目标实现，本研究采用吉布斯自由能最小化法对SRE反应系统开展热力学分析。以Co/CeO₂为催化体系，通过共沉淀法制备催化剂，考察350-950℃温度范围、0-10水醇比条件下反应产物分布规律，利用计算软件求解10种关键组分的平衡摩尔组成，绘制转化率及产物组成变化曲线；结合DTA-TG、SEM表征与实验数据，关联热力学计算结果划分积碳区与非积碳区，明确水醇比影响优化目标的临界值，探究积碳形成机理及催化剂结构、组分与积碳/消积碳反应的关联。结果表明，该方法可有效揭示反应条件对产物分布及积碳行为的调控机制，提出的消积碳策略能提升反应效率与催化剂稳定性，为SRE制氢工艺的工业化优化提供重要理论支撑，对可再生能源利用与环境保护具有实践意义。
关键词
乙醇水蒸气重整（SRE）；吉布斯自由能最小化；热力学分析；积碳机理；Co/CeO₂催化剂
