甲烷水蒸气重整反应是工业制氢的重要手段，2020年通过该方法获得氢气约占全球氢供应的60%。颗粒堆积床是工业制氢一种主要的反应器，其流动、换热、传质的情况是反应器性能的重要体现。通过颗粒堆积床反应器的流动、换热、传质方面的研究，实现颗粒堆积床的宏观调控，对制氢效率的提升有重要作用。

针对这一科学问题，CEMTA团队在前期格栅颗粒复合堆积床流动换热的基础上深入研究甲烷水蒸气重整反应。这项工作为研究（设计）工业制氢反应器设计提供了思路，同时为揭示格栅颗粒复合堆积床内的传热传质流动机制提供了具有参考价值的探讨。

图1 研究成果示意图-轴向变粒径强化结构示意图

该研究结果以“Methane steam reforming with axial variable diameter particle structures in grille-sphere composite packed bed: A numerical study of hydrogen production performance”为题，于2021年7月15日在国际权威期刊《Energy Conversion & Management》上在线发表。该工作以西安交通大学为第一作者单位，CEMTA研究团队博士生吴志宏为第一作者，王秋旺教授为通讯作者，论文作者还包括杨剑教授等。这一工作是CEMTA研究团队在《Applied Energy》、《International Journal of Heat and Mass Transfer》等期刊报道格栅颗粒复合堆积床流动换热研究之后，围绕格栅颗粒复合堆积床的工业应用，在工业制氢方面应用的重要拓展，为工业制氢反应器设计提供了新思路。该工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。

论文链接：https://doi.org/10.1016/j.enconman.2021.114163