Güneş yakıtı araştırmalarında ilerleme sağlamak için karbondioksit ve suyun yüksek sıcaklıkta termokimyasal parçalanması
Çin Bilimler Akademisi, Dalian Kimya Fiziği Enstitüsü Havacılık ve Uzay Katalizi ve Yeni Malzeme Araştırma Merkezi'nde araştırmacı olan Xiaodong Wangın ekibi, güneş yakıtı (sentez veya hidrojen) üretmek için karbondioksit ve suyun yüksek sıcaklıkta termal kimyasal parçalanmasında yeni bir ilerleme kaydetti. İlgili araştırma sonuçları tam metin olarak yayınlandı. "Energy Environ. Sci."
İki aşamalı güneş enerjili yüksek sıcaklık termokimyasal enerji depolama, karbondioksit ve suyu yüksek sıcaklıkta kırmak için odaklanmış güneş enerjisi kullanma işlemidir. Bu yöntem, güneş enerjisinin doğrudan kimyasal enerjiye dönüştürülmesini sağlamak için aralıklı, düşük enerji yoğunluğu, güneş enerjisinin düzensiz dağılımını kararlı, yüksek enerji yoğunluğuna, depolanması ve taşınması kolay güneş yakıtına (sentez gazı veya hidrojen) dönüştürebilir; Faz işletimi basittir ve güneş enerjisinden kimyasal enerjiye dönüşüm verimliliği yüksektir.Son yıllarda araştırmacılar tarafından yoğun ilgi görmüştür. Bu nedenle, karbondioksit ve suyun yüksek verimli aktivasyonunu ve dönüşümünü sağlamak için mükemmel performansa sahip bir katalitik sistemin nasıl tasarlanacağı büyük önem taşımaktadır ve zordur.
Ön su kırma araştırma çalışmasında (AIChE J) ekip, ilk termal indirgeme sıcaklığını etkili bir şekilde azaltabilen ve hidrojen üretimini artırabilen bir CeO2-SnO2 kompozit oksit faz değişim malzemesi geliştirdi. Bununla birlikte, bu yöntemin su bölme oranı nispeten düşüktür ve hidrojen üretim hızı ve döngü stabilitesinin daha da iyileştirilmesi gerekir. Ekip, bu temelde, CeO2-TiO2 kompozit oksit tarafından desteklenen nikel bazlı bir katalizör geliştirdi ve ilk termal indirgeme işleminde indirgeyici ajan olarak metanı devreye soktu, bu da güneş enerjisi yakıtının üretim oranını ve çıktısını büyük ölçüde artırabilir. Çalışma, 900 ° C'lik izotermal koşul altında, karbondioksit ve suyun kırılma reaksiyonuyla üretilen karbon monoksit ve hidrojen üretim hızlarının, şimdiye kadar bildirilen en yüksek değerler olan 168,8 ve 97,5 mLmin-1g-1 kadar yüksek olduğunu buldu. Ek olarak, metanın kısmi oksidasyonunun dönüşüm oranı neredeyse% 100 kadar yüksektir. 50 redoks döngüsünden sonra, katalizör hala yüksek karbon dioksit ve su kırılma oranını ve metan dönüşüm oranını koruyabilir. Ayrıntılı karakterizasyon ve DFT teorik hesaplama çalışmaları, temel nikel ve CeO2-TiO2 kompozit oksidin sinerjistik bir etkiye sahip olduğunu göstermektedir: elementel nikel ve nikel / oksit arayüzü, inert gaz moleküllerini etkin bir şekilde aktif hale getirebilen karbondioksit, su ve metanı etkin bir şekilde aktive edebilen döngüsel reaksiyonun aktif merkezleridir. , Döngü sırasında CeO2-TiO2 kompozit oksidin Ce2Ti2O7 pirokloruna faz geçişini ve seryumun derin indirgenmesini teşvik etmek için; döngü sırasında, CeO2-TiO2 kompozit oksit kafes oksijen gömülür ve karbondioksit ve su çatlaması içine alınır ve Metanın kısmi oksidasyonu, katalizörün yüksek aktivitesini ve yüksek stabilitesini sağlamak için termodinamik bir itici güç sağlar. Bu çalışma, güneş termal kimyasal enerji depolama teknolojisi için yüksek verimli katalitik sistemlerin tasarımı için önemli bir teorik temel ve yeni bir strateji sağlar.
Yukarıdaki araştırma çalışması, Çin Ulusal Doğa Bilimleri Vakfı ve Çin Bilimler Akademisi Stratejik Öncü Bilim ve Teknoloji Projesi tarafından finanse edildi.
Dalian Kimya Teknolojisi Enstitüsü, sudan karbondioksit ve güneş yakıtının yüksek sıcaklıkta termokimyasal parçalanmasına ilişkin araştırmalarda ilerleme kaydetmiştir.
Kaynak: Dalian Institute of Chemical Physics, Çin Bilimler Akademisi
İpuçları: Yakın zamanda WeChat resmi hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaralarını ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız, şunları yapmalısınız: "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" genel hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız Olarak Ayarla" yı seçin
