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制甲醇，世紀森朗智能設備有釜式加氫裝置與固定床反應裝置，甲醇作為生產高附加值化學品且便于運輸的重要中間體，是現代經濟發展中重要的化工原料。CO2加氫制甲醇技術是碳資源高效循環利用的有效途徑，CO2穩定的化學結構需要在較高溫度下獲得足夠的活化能量，催化劑在該過程中扮演著十分重要的角色。探究催化劑表面結構與性能間的構效關系，在理解反應機理的基礎上優化催化劑的結構性能是推進催化科學發展和工業化應用的重要過程。

關于提升In2O3催化CO2加氫制甲醇性能的主要手段歸納為五個方面：1，增加活性位點數量，即通過引入載體提高In2O3的分散度、加快H2活化促進氧空位形成等方式增加活性位點數目；2，促進H2的活化，即通過負載零價過渡金屬的方式促進H2的解離活化（如Pd, Pt），在加快活性位點形成的同時促進CO2和反應中間體的后續加氫過程；3，促進CO2的吸附活化，即通過引入ZrO2助劑、調節In2O3晶體結構等方式增強CO2的吸附活化；4，穩定關鍵反應中間體，即通過構建In2O3-ZrO2等界面對甲酸鹽路徑中的反應中間體進行穩定；5，引入新的活性位點，即通過形成In-M（M=Pd, Ni等）合金相，提升其固有催化性能并與In2O3之間產生協同作用提升其催化性能。反應產物（CO和H2O）對催化進程的影響，并對In2O3雙功能催化體系進行討論.

綠色甲醇工藝裝置主要由四部分組成:光伏或核能發電裝置、電解水制氫氣裝置、二氧化碳捕集裝置和二氧化碳催化加氫制甲醇裝置。發電裝置技術較為成熟，主要研究電解水制氫氣裝置、二氧化碳捕集裝置和二氧化碳催化加氫制甲醇裝置。

1. 電解水制氫氣裝置：電解水制氫氣主要有兩條路線:堿性水電解法和質子交換膜(PEM)水電解法。

電解水制氫氣裝置，電解槽是制氫設備成本中的主要部分，據國際能源署(IEA)數據，堿性水電解槽和質子交換膜水電解槽在制氫系統設備成本中的占比分別為50%、60%，目前堿性電解槽基本實現國產化，價格為2000~3000 元W，質子交換膜電解槽關鍵技術與材料需依賴進口，價格為7000~12000元/KW。假設年均全負荷運行7200 h，電價為0.2元KWh，則堿性水電解與質子交換膜水電解的制氫成本分別為11.93元kg、11.67元Kkg(其中電費成本是制氫成本構成的主要部分，占比分別為82%和45%)，已無限接近于煤化工制氫成本(12元kg)。未來可通過降低PEM 水電解槽的材料成本、提高電解槽的效率和壽命等途徑進一步降低制氫成本。

2.二氧化碳捕集裝置

二氧化碳捕集裝置，根據二氧化碳分離過程在系統中的位置和不同的循環方式，二氧化碳捕集技術可以分為燃燒前捕集、燃燒后捕集和富氧燃燒技術。燃燒后捕集又分為吸附法、吸收法、膜分離法。其中吸附法分為變溫吸附法(TSA)、變壓吸附法(PSA)、變電吸附法(ESA);吸收法又有物理吸收法和化學吸收法。燃燒前捕集和富氧燃燒的適用范圍有限

化學吸收法CO,捕集技術常選用復合胺作吸收劑，其水溶液呈堿性，15%~20%復合胺溶液的pH約為12。CO,為弱酸性氣體，當CO,溶解于復合胺水溶液中時，發生放熱反應。40 ℃左右，CO,被復合胺溶液吸收成為富液，達到平衡后，將富液加熱至100 ℃左右使之分解，釋放出CO2，同時溶液成為貧液，降溫后可循環使用。

二氧化碳捕集裝置，吸附法可通過沸石和活性炭小球作為吸附劑，采用兩級加壓吸附真空解吸(VPSA)過程處理電廠煙道氣中CO,的吸附捕集技術，以得到滿足要求的CO,純度。常壓二氧化碳吸附捕集技術分為鼓風機升壓單元、干燥單元和CO,回收單元三部分，如圖2所示。原料氣經鼓風機壓，除去原料氣中50%水分，經冷卻分液后輸送至干燥單元，經變溫吸附(TSA)干燥后，進入CO,回收單元。加熱干燥后，采用真空泵抽真空得到二氧化碳產品。

膜分離法是利用不同氣體分子的不同滲透率進行氣體分離，分離的動力是膜兩側的壓強差。目前使用的大部分是有機膜，有機膜的分離系數高，但使用溫度低且不耐腐蝕，因此有機膜材料的選擇開始得到關注。在一些高溫和高腐蝕的使用環境，無機膜具有良好的應用前景。無機膜主要有以陶瓷為支撐膜復合一層多孔性金屬分離層的復合膜、分子篩膜、碳膜等。

3. 二氧化碳加氫制甲醇

二氧化碳加氫制甲醇裝置，綠色甲醇裝置的核心技術是催化劑。由中科院大連化物所李燦院士團隊開發應用于甲醇合成的氧化鋅-二氧化鋯(Zn0-ZrOz)雙金屬固溶體氧化物催化劑，反應壓力為7 MPa左右，溫度為300 ℃左右，氫氣與二氧化碳的摩爾比為3:1，甲醇總選擇性達98.5%，在有機相中的含量達99.7%。該催化劑克服了傳統銅基催化劑的選擇性低、對硫敏感、易中毒失活等問題，并具有廉價、高選擇性、抗硫中毒、穩定性高等特性。

二氧化碳加氫制甲醇，甲醇是化學工業中最重要的基礎原料之一，主要用于生產甲醛、二甲醚、醋酸等有機化工產品，也可用作生產烯烴（乙烯、丙烯），芳烴（苯、甲苯、二甲苯），汽油等化學品或燃料，從而部分緩解對于石油資源的依賴。此外，甲醇還是一種清潔能源，可以作為內燃機或燃料電池的燃料進行使用。將二氧化碳中的碳、氧資源進行利用，通過加氫合成甲醇可以實現碳資源的循環利用，使人類逐步擺脫對日益減少的化石能源的依賴，減輕環境負擔，促進人類社會的可持續發展。另一方面，該技術可以與可再生能源電解水制氫、焦化工業或氯堿工業銜接，實現氫資源的儲存。