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氢是未来的理想能源，但它不是一次能源，需要从一次能源转换而来。煤、生物质等含碳能源规模转化制氢是目前全球研究的一个热点。生物质是固定了太阳能的可再生能源，其生长过程是吸收CO_2固定太阳能的过程。从生物质的生长到利用的整个过程来看，生物质规模制氢并回收反应生成的CO_2可以说实现了CO_2的负排放。含碳能源直接制氢与传统的煤制氢相比，实现了反应和分离的集成、吸热和放热过程的集成，是一种较为高效的含碳能源制氢方式。本论文基于直接制氢的原理从以下几个方面进行深入研究。