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Sabatier反应低温催化剂研究
目的研制用于大气再生技术Sabatier二氧化碳还原反应的低温催化剂,以降低Sabatier反应的起动温度.方法从催化剂活性组分、载体的选择、催化剂的制备方法和条件等方面进行低温催化剂的设计研制,建立催化剂性能测试装置,对低温催化剂的性能进行实验研究.结果研制了以钌为催化剂活性组分,以活性r-Al2O3为载体的Sabatier反应低温催化剂,其反应起动温度可降到110℃,起动时间8 min;在温度为200～300℃时,贫组分一次通过转化率均高于95%;产物水较为纯净,无色透明,呈中性.结论 Sabatier反应低温催化剂的性能达到了设计目的,有进一步研究的价值.
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空间站Sabatier CO2还原装置实验研究
目的研究长期载人航天任务中舱室CO2催化还原处理的大气再生技术.方法研制了Sabatier CO2还原装置地面实验样机系统.结果在CO2流量为1.0 L/min(模拟3人平均排出量)时,反应起动温度可降到165℃,起动时间14 min;H2与CO2摩尔比分别为1.9、2.8、3.5、4.0和5.0时,贫组分一次通过转化率均高于95%;产物水无色,呈中性.结论 Sabatier CO2还原装置地面实验样机系统操作简便,性能达到了设计目的,处理舱室中3人代谢CO2量有较高的效率.
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空间站SabatierCO2还原系统的比较分析
Sabatier CO2还原系统是实现空间站O2闭路再生的重要一环,本文通过对Sabatier的反应机理、动力学及热力学特性的分析,认为Sabatier反应是自限制温度及反应产物的反应,高效、性能优良反应器的设计在于控制反应器温度梯度;同时通过剖析不同系统流程所产生的性能差异,提出了空间站Sabati-er系统设计的优化方法.
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载人航天CO2还原技术的发展与选择
CO2还原是目前国际空间站CO2处理的一个重要环节.CO2还原技术不仅可以实现对人体代谢产生的CO2进行处理,还可以与电解水技术结合起来实现氧气的再生.空间站所采用的CO2还原技术包括Sabatier、Bosch、CO2电解、CO2热解等还原方法.经过三十多年的理论与实验研究,终Sabatier还原法被确定为国际空间站的CO2还原方案.然而,Sabatier方法的循环闭合度较低,难以应用在宇宙深空探测等更长期的载人航天任务中.其他可实现完全闭合的还原法仍有可能在技术充分发展后,取代Sabatier成为性能更优的还原技术.
