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近日,大连化物所航天催化与新材料研究中心王晓东研究员团队在高温热化学裂解二氧化碳和水制太阳能燃料(合成气或氢气)方面取得新进展,相关研究成果以全文的形式发表于《能源和环境科学》(Energy Environ. Sci.)上。
两步法太阳能高温热化学储能是利用聚焦太阳能,高温热裂解二氧化碳和水的过程。该方法可将间歇性、能量密度低、分布不均匀的太阳能转化为稳定、能量密度高、易于储存运输的太阳能燃料(合成气或氢气),实现太阳能到化学能的直接转化;由于其气固相操作简单,太阳能到化学能转化效率高,近年来受到了研究者的广泛关注。因此,如何设计性能优异的催化体系,实现二氧化碳和水的高效活化和转化具有重要意义,也十分具有挑战。
在前期水裂解研究工作中(AIChE J),该团队开发了一种CeO2-SnO2复合氧化物相变材料,可有效降低第一步热还原温度,提高氢气的产量。然而该方法的水裂解速率较低,氢气的产生速率和循环稳定性有待进一步提高。在此基础上,该团队开发了一种CeO2-TiO2复合氧化物负载的镍基催化剂,并在第一步热还原过程中引入还原剂——甲烷,可以大幅提高太阳能燃料的产生速率和产量。研究发现,在900°C等温条件下,二氧化碳和水裂解反应生成一氧化碳和氢气的产生速率分别高达168.8和97.5mLmin-1g-1,是目前已有报道的最高值。此外,甲烷部分氧化的转化率高达近100%。该催化剂经过50个氧化还原循环后,仍能够保持较高的二氧化碳和水裂解速率和甲烷转化率。详细的表征和DFT理论计算研究表明,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应的活性中心,可有效活化惰性气体分子二氧化碳、水和甲烷,促进循环过程中CeO2-TiO2复合氧化物到Ce2Ti2O7烧绿石的相变,以及铈的深度还原;循环过程中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,以及甲烷部分氧化提供了热力学驱动力,从而实现该催化剂的高活性和高稳定性。该工作为设计高效催化体系用于太阳能热化学储能技术提供了重要的理论依据和全新的策略。
以上研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导科技专项等项目的资助。此外,本文也是献礼我所七十周年所庆文章之一。
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北极星储能网获悉,12月19日,青海盐湖创融黄河水电察尔汗工业园53万千瓦源网荷储项目环评公示,项目位于青海海西州格尔木市,总投资24.3亿元,由青海盐湖创融投资有限公司投建,该公司是由青海盐湖工业股份有限公司和青海黄河上游水电开发有限责任公司共同持股。项目电源侧建设总规模530MW光伏,其中
12月15日,哈尔滨广瀚动力技术发展有限公司收到了奎屯市东工业园150MW/8h/1200MWh储热型共享储能电站(“设计—采购—施工EPC总承包”)项目的中标通知书,成功承接该项目的设计-采购-施工EPC总承包,合同金额6.36亿元。储热型共享储能电站是蒸汽动力事业部紧跟国家双碳战略举措、结合新能源储能技术发
作为典型的资源型城市,山西太原因地制宜,在传统产业转型中创新做法,不再单纯依靠资源消耗,在加快形成新质生产力的当下,找到拉动经济发展的新动能。今年,太原市民绿色出行清单上多了一个新选项——氢能公交专线。沿着公交一路向南,记者来到清徐精细化工循环产业园,公交车所用的高纯氢就来自这里
北极星氢能网获悉,4月18日,博世举行2024年度新闻发布会。在氢能领域,博世的业务规划为:预计到2030年,博世氢技术销售额有望达到50亿欧元。据悉,2023年博世已在德国斯图加特和中国重庆开始生产氢动力模块。博世集团董事会主席史蒂凡·哈通博士在发布会表示,中国有望率先成为该领域的领先市场,而
北极星氢能网获悉,近日,位于嘉定氢能港的上海首个覆盖燃料电池整车、发动机、电堆及关键零部件等技术的氢能第三方检测研发公共服务平台——上海汽检氢能与燃料电池检测基地建成,相关实验室将陆续投入使用,为上海乃至全国的氢能产业建设落下关键一子。据了解,氢能基地共建设了包括轻重型车转毂环境
近日,国能龙岩发电公司立足安全风险预控管理工作大局,锚定区域一流电厂的宏伟目标,全面强化对氢气系统的精细化管理,为安全生产筑牢坚不可摧的基础。图为运行人员在发电机轴端测量是否漏氢该公司始终将风险隐患双重预防机制建设作为重中之重,通过持续的动态评估,实现对风险的精准把控和对隐患的高
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北极星氢能网获悉,近日,在江苏泰兴经济开发区,由泰兴新奥燃气有限公司投资建设的天然气掺氢站顺利完成调试与试运行工作,即将进行项目综合验收。首站前期覆盖园区部分工业用户,安全稳定运行后将逐步扩大覆盖范围。氢气因其无碳化、可再生的属性,在未来能源应用领域内具有先天优势和广阔的运用前景
日前,中化西南化工研究设计院有限公司(下称西南院》中标中国石油化工股份有限公司燕山分公司《下称燕山石化)氢气提纯设施升级项目的变压吸附氢气提纯装置,氢能产量为10000标方/小时,该项目为中国石化在建最大工业副产气制燃料电池氢项目,西南院提供专利技术、全套工程设计并橇装供货。该装置预计20
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北极星氢能网获悉,3月2日,液化空气中国位于天津滨海新区的氢气充装中心项目举行动工仪式。2023年,公司与天津港保税区签署协议,投资1.45亿元以建造、拥有和运营一座氢气充装中心,支持京津冀地区氢生态系统的发展。氢气充装中心通过管道接收氢气,气体经过压缩后由鱼雷管车运送至加氢站或工业客户处
北极星氢能网获悉,近日,唐山海泰新能科技股份有限公司与中国石油管道局工程有限公司签署合作协议,中国石油管道局为海泰新能康保——曹妃甸氢气长输管道项目建设提供全流程的咨询设计服务与技术支持,推动氢气长输管道的快速建设。在“碳达峰、碳中和”目标的指引下,继太阳能、风能等新能源迎来快速
北极星氢能网获悉,2月20日,国家电投集团河南电力有限公司开封发电分公司发布2024年氢气长协采购项目竞谈公告,拟采购氢气5000瓶(根据具体使用情况供货)。主要指标:40L/瓶,纯度≥99.98%,露点≤一50℃,压力≥13.5MPa。详情如下:
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