PDF《张鹏生物工程专业》

姓名张鹏 性别男出生年月 1988.

10 出生地 安徽安庆 婚姻状况 已婚 政治面貌 党员 国籍中国 从事专业 电化学分离膜 现工作单位及职位 南卡罗来纳大学(美国),博士后 人事关系所在单位 淮南市公共就业人才管理服务中心 学习及工作经历: (从大学开始填,内容包括时间、单位、学位、所学专业、从事专业、专业技术 职务情况,时间段要连续,准确到月份) 2005.09-2009.07 中国矿业大学(北京) 学士学位 化学与环境工程学院 生物工程专业 2009.09-2012.07 中国矿业大学(北京) 硕士学位 化学与环境工程学院 矿物加工工程专业 2012.10-2015.09 弘前大学(日本) 博士学位 理工学部 能源材料方向 2015.11-至今 南卡罗来纳大学(美国) 博士后研究 机械工程学院 如内容较多,本栏目填不下时,可另纸接续(下同) . 主要学术成就、科技成果和创新点: 申请者在博士后期间研究的课题为 CO2 捕获和原位转化: 随着人类对能源的需求量不断增加,越来越多的化石能源被消耗,大量的二氧化碳 (CO2)气体被排放到大气中,导致近年来全球变暖日趋明显,极端天气频发等现象,已 逐渐威胁到人类生存.人们对工业产品和电力等的巨大需求决定了无法减少对能源的消 耗.虽然采用新型清洁能源代替传统的化石能源是减少 CO2 排放最有效的方法,但这是 一项长期的过程,从目前的能源利用形式和发展趋势可知,未来几十年内化石能源仍占 主导地位.所以,对能源消耗过程中产生的 CO2 进行捕获或转化是现阶段最有效的控制 CO2 排放、减缓温室效应的方法. 传统 CO2 捕获中的液相吸收法和固相吸附法虽然工艺成熟,但是吸收剂再生处理量 大,且能耗高,这些都大大增加了 CO2 分离的成本.膜分离法是一种高效率、低成本、 高处理量并且可连续工作的分离方式.传统的 CO2 分离膜在 CO2 渗透效率和选择性上受 罗宾逊效应 (一种选择性和渗透速率相互制约的效应)限制,很难同时获得高渗透速 率和高选择性.申请者在博士后期间研究了两种高温电化学 CO2 分离膜,其分离过程是 通过传导 CO3 2- 完成,因此该膜的选择性和渗透速率不受 罗宾逊效应 的限制,且理论 上对 CO2 的选择性可以达到 100%.另外,CO2 高温电化学分离膜还具有以下优点:1) 可以在高温条件下直接对工业尾气在线分离;

2)使用范围广,可从多种混合气中分离 CO2;

3)在合适催化剂下可以将捕获的 CO2 原位转化成高价值的化工原料,如合成气、 乙烯等.本人在 CO2 高温电化学离膜方向的主要学术成就、科技成果及创新点如下:

1、在单一膜反应器中实现了 CO2 高温电化学捕获和甲烷干重整,并研发出两种高效催 化剂,获得了较高的 CO2 转化效率和合成气的生产. 甲烷二氧化碳重整(甲烷干重整)是一种可以直接利用两种温室气体反应制取合成 气的技术,其产物中 H2/CO 摩尔比接近于 1,非常适合作为费托合成制长链烃、甲醇合 成等过程的原料.甲烷干重整是一个强吸热反应,需要在高温下进行,与申请者研究的 高温电化学 CO2 分离膜的工作温度非常契合.因此,本人利用原位浸渍技术,将熔融碳 酸盐浸渍在 GDC 多孔骨架中形成致密混合氧离子-碳酸根离子导体(MOCC)膜反应器, 并负载合适催化剂.该膜反应器不仅提高了 CO2 的渗透速率,而且利用 CH4 作为吹扫气 实现了 CO2 和CH4 的高效转化,二者的转化率均可达 90%以上.实验中还发现 LaNi0.6Fe0.4O3-σ(LNF)类钙钛矿催化剂在还原气氛中可以析出纳米级的金属镍颗粒,该 纳米颗粒对甲烷干重整反应具有良好的催化活性和抗积碳性.在300 小时的稳定测试过 程中,膜反应器的 CO2 渗透性能和甲烷干重整性能均没有出现衰减.由于在高温下 H2 和CO2 会发逆水气变换反应,因此产品中 H2/CO 比例会略小于 1,申请者通过在吹扫气 中加入适量的水,少量引入蒸汽甲烷重整反应提高了出口气中 H2/CO 的比值.该部分工 作以第一作者发表在国际期刊 ACS Sustain. Chem. Eng.(2016, 4, 7056?7065)上.