综述：生物标注的抑郁症神经影像学异质性通过规范建模

这篇综述系统探讨了生物质热解（pyrolysis）与催化重整（catalytic reforming）技术在可再生氢能（H2）生产中的前沿进展，重点分析了热解气（pyrolytic gas）、生物油（bio-oil）重整及集成工艺的优化策略，涵盖催化剂开发、STEEP分析和TRL评估，为清洁能源转型提供技术路线。

　　

Abstract

随着全球变暖与环境问题加剧，生物质热解作为热化学转化技术，可将有机质转化为热解气、生物油和生物炭（biochar）。催化重整技术的突破显著提升了氢产率（～142 kJ/g），优于传统气化（gasification）和超临界水气化（SCWG）。本文整合分析了生物质热解产物重整制氢的策略，探讨催化剂性能、工艺效率及工业化潜力。

Introduction

全球氢需求预计2050年占能源消费20%，但当前94 Mt H₂年产量中62%依赖天然气，碳排放超900 Mt CO₂。生物质作为可再生碳源（含C 35.8–58.6 wt%），通过热解可规避气化的焦油问题，且反应条件更温和。对比SCWG（需>374°C、22.1 MPa）和生物油气化（800–1400°C），两段式热解-催化重整在能效与成本上更具优势。

Pyrolysis of Biomass

生物质在惰性环境中热解生成挥发分（含纤维素、半纤维素碎片）和生物炭。快速热解（500°C）主要产生物油，而慢速热解利于生物炭生成。生物炭具高孔隙度，可用于土壤改良或CO₂封存。

Timeline of Technology Development

1995–2000年研究聚焦生物炭；2005年后转向生物油催化裂化；2015年至今，镍基催化剂（Ni/Al₂O₃）和双金属催化剂（Ni-Fe）推动H₂产率提升至60–70 vol%。

Catalytic Reforming

热解气通过水蒸气重整（SMR）可产H₂ 12.7 mmol/g，而生物油需先脱氧（HDO）再重整。Rh/CeO₂催化剂在乙酸重整中展现90%氢选择性。

STEEP Analysis

催化剂需兼顾社会接受度（低毒性）、技术稳定性（抗积碳）、环境友好性（可回收）及经济性（<$50/kg）。

TRL Assessment

热解-重整集成技术处于TRL 6（中试阶段），需解决反应器放大和催化剂寿命问题。未来需开发耐硫催化剂（如Mo₂C）和AI驱动的工艺优化。

Conclusion

生物质热解-催化重整是可持续制氢的关键路径，但需突破催化剂失活和系统集成的瓶颈，以匹配工业规模需求。