全球能源危机和气候变化是本世纪最紧迫的挑战之一，这需要开发可持续的解决方案[[1], [2], [3]]。目前，化石燃料提供了世界上大部分的能源；然而，它们的温室气体排放和有限的资源严重加剧了全球变暖问题[4,5]。政府间气候变化专门委员会（IPCC）的报告指出，这些燃料是全球温度上升的关键因素。
作为清洁和可持续的替代方案，可再生能源应运而生[[6], [7], [8]]。生物能源是一种实用的选择，它来源于农业废弃物、植物油和藻类等生物质。这些生物质可以用来生产生物燃料，如生物柴油[[9,10]]。
通过酯交换等过程生产生物柴油有助于减少氮氧化物（NO?）和硫氧化物（SO?）等污染物，支持全球向清洁能源转型的努力。然而，这一过程会产生甘油作为副产品，这可能会对生物柴油的质量产生负面影响。因此，提纯生物柴油以去除甘油是必要的，但这一提纯过程会产生大量的粗甘油——大约每生产一立方米的生物柴油就会产生0.1立方米的粗甘油——从而在工业规模上带来废物管理的挑战[11,12]。
生物废弃物甘油是生产氢气的重要资源，氢气是一种仅排放水蒸气的清洁燃料，其能量含量为122 kJ/g，大约是碳氢燃料的2.75倍。目前，全球超过95%的氢气来自化石燃料，这导致了温室气体的排放。因此，研究方向转向了从可再生资源（如甘油）中生产氢气。为此目的，采用了热化学方法（如蒸汽重整）和电化学过程。然而，由于成本和基础设施的限制，蒸汽重整已成为更为常见的方法[[13], [14], [15], [16], [17]]。
甘油蒸汽重整（GSR）是一个吸热反应，受反应器设计、催化剂类型以及操作条件（包括温度和压力）等因素的影响[18,19]。传统反应器存在热力学限制，阻碍了纯氢气的生产，需要较高的温度，从而增加了运营成本[20]。相比之下，膜反应器通过允许氢气通过膜的同时分离来提高效率。这一过程利用了勒夏特列原理，使反应平衡向有利于增加氢气生产的方向偏移[21,22]。
钯银（Pd–Ag）膜因其高选择性和稳定性而在膜反应器中得到广泛应用[23]。本研究使用COMSOL Multiphysics软件，通过计算流体动力学（CFD）模拟了在Pd–Ag膜反应器中的生物废弃物甘油蒸汽重整过程[[24], [25], [26], [27], [28], [29], [30], [31]]。这种方法提供了一种准确且经济有效的方式来优化氢气生产，并支持其向工业应用的扩展。涉及的关键反应包括蒸汽重整（R-1）、甘油分解（R-2）、水煤气变换（R-3）和甲烷化（R-4）。这些反应的效率受到Ni/Al?O?、Co/Al?O?和Ru/Al?O?等催化剂的影响[[32], [33], [34], [35]]。
本研究旨在使用CFD模拟Pd–Ag膜反应器中的GSR过程。研究将评估Ni/Al?O?、Co/Al?O?和Ru/Al?O?催化剂在各种操作条件下的性能，以优化氢气生产。
