摘要:燃料电池因具有高效、低污染等优点正得到快速发展，其在移动电源和固定电站中的应用研究广泛展开。根据燃料电池应用要求（如能量密度、安全等）的不同，燃料电池系统可以选择包括氢气在内的各种燃料（如甲醇）。虽然直接甲醇燃料电池也在研究之列，但将一次燃料经燃料重整过程转换为氢气供燃料电池所用仍为人们研究的重点。
本文详细介绍了微反应器及重整制氢微反应器的最新研究进展，并通过实验深入研究分析制氢微反应器中的金属纤维结构载体的性能。
研究重整制氢微反应器是一项复杂的工作，因为制氢燃料（甲醇）重整系统一般包括以下单元：燃料汽化、合成气初步转化、CO净化和换热单元等，其中汽化单元和换热单元中发生的是物理过程，通常将燃料的汽化及其供热换热器集合在一起。合成气初步转化单元、CO净化单元中既有物理过程也有化学过程，通常也是将反应物和换热组合在一个微尺度反应中进行。此外，还要求换热器能够优化能量平衡，液体反应物的使用需要微蒸发器，而且还需要进一步降低CO含量，使之达到燃料电池可接受的水平，即这一装置不再有毒。总之，组成一个微重整器通常需要3～6个微反应器器件。根据实验分析表明，使用的金属纤维结构载体的参数（如烧结温度、尺寸大小、开孔率、载体质量和镀催化剂的质量等）不同，CH3OH转化率、H2产率、CO选择性和CO2选择性也不同。因此，研究微反应器中的金属纤维载体对提高甲醇转化率、H2产率和降低CO选择性有着重要意义。
进行三组的微反应制氢实验，利用气相色谱分析仪和Cerity QA-QC软件，比较不同金属纤维载体的性能。实验结果表明，所使用的催化剂质量、反应温度和甲醇流量等参数不同，对甲醇转化率、H2产率、CO选择性、CO2选择性、H2选择性等反应性能指标有很大的影响。其中，温度与CO的选择性、CO2选择性、H2选择性等数值之间的关系为一曲线，且在相同的温度下，当CO选择性达到最大值时，CO2选择性达到最小值，H2选择性曲线与CO2选择性形状大致相似。
关键词：制氢微反应器，金属纤维载体结构，甲醇重整
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