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大连化物所低温热化学裂解二氧化碳和水制太阳能燃料研讨获希望

文章泉源:大连化学物理研讨所   公布工夫:2019-02-02  【字号:     】  

  克日,2018注册免费送白菜_可靠平台大连化学物理研讨所航天催化与新质料研讨中央研讨员王晓东团队在低温热化学裂解二氧化碳和水制太阳能燃料(分解气或氢气)方面获得新希望,相干研讨结果以全文的情势颁发于《动力和情况迷信》(Energy Environ. Sci.)上。

  两步法太阳能低温热化学储能是使用聚焦太阳能,低温热裂解二氧化碳和水的历程。该要领可将间歇性、能量密度低、漫衍不匀称的太阳能转化为稳固、能量密度高、易于贮存运输的太阳能燃料(分解气或氢气),完成太阳能到化学能的间接转化;由于其气固相操纵简朴,太阳能到化学能转化服从高,比年来遭到研讨者的遍及存眷。因而,怎样设计功能优秀的催化体系,完成二氧化碳和水的高效活化和转化具有紧张意义,也非常具有挑衅性。

  在后期水裂解研讨事情中(AIChE J),该团队开辟了一种CeO2-SnO2复合氧化物相变质料,可有用低落第一步热复原温度,进步氢气的产量。但是该要领的水裂解速率较低,氢气的孕育发生速率和循环稳固性有待进一步进步。在此底子上,该团队开辟了一种CeO2-TiO2复合氧化物负载的镍基催化剂,并在第一步热复原历程中引入复原剂——甲烷,可以大幅进步太阳能燃料的孕育发生速率和产量。研讨发明,在900°C等温条件下,二氧化碳和水裂解反响天生一氧化碳和氢气的孕育发生速率辨别高达168.8和97.5mLmin-1g-1,是现在已有报道的最高值。别的,甲烷部门氧化的转化率高达近100%。该催化剂颠末50个氧化复原循环后,仍可以或许连结较高的二氧化碳和水裂解速率和甲烷转化率。细致的表征和DFT实际盘算研讨评释,单质镍和CeO2-TiO2复合氧化物存在协同效应:单质镍和镍/氧化物界面为该循环反响的活性中央,可有用活化惰性气体分子二氧化碳、水和甲烷,促进循环历程中CeO2-TiO2复合氧化物到Ce2Ti2O7烧绿石的相变,以及铈的深度复原;循环历程中CeO2-TiO2复合氧化物晶格氧的嵌入与脱除为二氧化碳和水裂解,以及甲烷部门氧化提供了热力学驱动力,从而完成该催化剂的高活性和高稳固性。该事情为设计高效催化体系用于太阳能热化学储能技能提供了紧张的实际根据和全新的计谋。

  以上研讨事情失掉国度天然迷信基金、澳门送彩金网站战略性先导科技专项等的赞助。

 

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(责任编辑:叶瑞优)

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