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清华大学：二氧化碳加氢制芳烃及绿色航煤技术

发布于： 2024-04-07 11:08

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清华大学化工系魏飞教授团队提出利用合成气或CO₂与绿氢的一步法催化合成可持续航空燃料（SAF）路线(CO₂to Aviation Fuel, CO2AF^TM)，该项技术利用工业排放的CO₂作为碳源，结合光伏电解水产生的绿色H₂，可一步将CO₂高效转化为含80%以上的航煤组分的产品。

CO₂制绿色航煤(CO₂to Aviation Fuel, CO2AF^TM)技术示意图

纳米ZnCr₂O₄尖晶石和短b轴H-ZSM-5分子筛酸碱异质结耦合催化体系及其CO₂/CO加氢反应性能魏飞团队采用纳米ZnCr₂O₄尖晶石和短b轴H-ZSM-5分子筛在高压加氢环境下制备酸碱异质结耦合的新型催化剂结构，实现了超80wt.%选择性的CO₂/CO到含有C₈-C₁₂芳烃的航煤馏分。结合积分差分相位衬度扫描透射电子显微技术(iDPC-STEM)实现了对分子筛孔道内产物芳烃和关键中间产物芳醛/芳醇的微观统计，证实了酸碱异质结耦合的催化界面结构，强化了芳烃和芳醛/芳醇的选择性脱附能力，是实现温和条件下绿色航煤超高选择性的关键。相关成果以“Highly Selective Conversion of CO₂or CO into Precursors for Kerosene-based Aviation Fuel via Aldol-Aromatic Mechanism”(基于醛醇-芳香路径设计的CO₂/CO高选择性制备芳环航空燃料)为题发表于《ACS催化》（ACS Catalysis）期刊上。

CO₂制绿色航煤(CO₂to Aviation Fuel, CO2AF^TM)技术研发历程目前，清华大学-鄂尔多斯实验室魏飞研究团队已完成了CO2AF技术由概念到实验室小试再到10万立CO₂/年中试，实现技术转移成立中清新能源科技发展（海南）有限公司，入选2023年中关村论坛。这一前沿技术也已在国内许多示范项目中开花落地。 2022年6月5日，魏飞研究团队与内蒙古久泰集团合作进行全球首套万吨级二氧化碳/合成气制芳烃（CO2A）工业试验项目开工建设。计划2024年6月建成运行。项目总投资2.75亿元，建成后每年可实现销售收入1亿元。

2023年12月10日，“氢绿龙江”齐齐哈尔百万吨级氢基绿色能源基地暨万吨级绿色航煤示范项目启动，总投资420亿元，占地面积162.9公顷，规划建设350万千瓦离网风电，配套16.4万吨/年制氢系统，可实现年产40万吨绿色航煤和40万吨绿色甲醇。此次启动的万吨级绿色航煤项目采用国际首创的清华大学CO2AF专利技术，是目前国内较大规模的交流离网制氢项目，可实现年产1万吨绿色航煤。

来源：清华大学

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