2026年10月19日
曼彻斯特大学的一项最新研究首次对化学链重整（Chemical Looping Reforming）技术进行了全厂范围的评估。这是一种新兴的制氢生产技术，将氢气生成与内置碳捕获相结合，旨在为工业脱碳提供高效解决方案。
面向现实场景的多尺度评估
该研究与工业合作伙伴共同开展，重点考察了化学链重整在真实工业环境中的运行表现。研究人员利用详细的反应器、工艺及工厂级建模，评估了该技术在不同规模下的应用潜力：
- 小型分散设施：适用于为工业炉提供服务的小型工厂，规模为2兆瓦（MW）。若持续运行，可满足约5,000户普通家庭的用电需求。
- 大型集中工厂：适用于为炼油厂和工业集群提供供应的大型设施，规模为600兆瓦。若持续运行，可为约150万户家庭供电。
技术原理与效率突破
与传统制氢方法不同，化学链重整利用固体载氧体，通过一系列循环反应产生热量。这种热能驱动甲烷和蒸汽转化为合成气（含氢混合物），同时实现碳的原位捕获。
研究发现，采用最先进的工艺设计，该系统可达75%的热效率，并能捕获90%至99%的二氧化碳排放。此外，系统在多个场景中还能产生可出口供外部使用的多余蒸汽，进一步提升了整体环境性能。
曼彻斯特大学化学工程系主要研究员 Isabel Pazmino-Mayorga 表示：“在电气化困难或不切实际的行业中，氢气是实现净零排放的关键。我们的工作表明，化学链重整有潜力高效地提供低碳氢，同时捕获过程中产生的大部分碳。重要的是，我们在现实的操作条件和硬件限制下对这项技术进行了评估。”
与其他低碳技术的对比优势
团队将化学链重整与现有的低碳生产技术进行了基准比较，包括带碳捕获的蒸汽甲烷重整、带碳捕获的自热重整以及基于电解槽的制氢。
结果显示，在大规模制氢场景中，化学链重整在过程效率关键指标上优于传统重整技术，同时保持了极高的碳捕获率。该系统展现出强大的灵活性，能够从区域工业中心适应到小型分布式应用。
曼彻斯特大学化学工程教授 Vincenzo Spallina 指出：“在过去一年中，我们与工业界合作开发技术，寻找具有成本效益的解决方案。这项工作的结果强化了化学链作为合成气和氢气生产及其未来部署的有效解决方案的作用。”
实际部署考量
本研究的关键贡献在于聚焦实际部署。区别于以往常基于理想化工艺设计的研究，曼彻斯特团队纳入了工程制约因素，包括反应器运行性能、热集成要求及安全考虑。
研究人员得出结论，最佳制氢解决方案取决于当地的能源系统、基础设施和政策条件。然而，在向低碳能源系统过渡期间，特别是在存在工业热集成机会且低碳电力供应有限的地区，化学链重整可能成为一个极具吸引力的选择。
参考文献：
Isabel Pazmino-Mayorga 等，《通过化学链重整制氢的多尺度分析：反应器与工艺设计、全厂性能评估及基准比较》，《碳捕集科学与技术》（2026）。DOI: 10.1016/j.ccst.2026.100655
