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鞏金龍第42篇Angew.：Ni/In2O3催化劑助力太陽能析氫！
來源： 時(shí)間：2023-09-18 15:14:08 瀏覽：1939次

第一作者：Xianghong Li

通訊作者：鞏金龍教授、王拓教授

通訊單位：天津大學(xué)

DOI: 10.1002/anie.202301901


01


研究背景

化石燃料的過度消費(fèi)導(dǎo)致了大氣中CO2的濃度不斷增加，從而導(dǎo)致了全球變暖。然而，化石燃料產(chǎn)生H2伴隨著CO2的形成，不可避免地在CO2利用過程中引入碳。為在分布式應(yīng)用場(chǎng)景下實(shí)現(xiàn)小規(guī)模間歇波動(dòng)的連續(xù)反應(yīng)，非常需要調(diào)節(jié)催化劑界面環(huán)境和化學(xué)吸附能力以適應(yīng)波動(dòng)的反應(yīng)條件?；诖耍?strong style="margin:0px;padding:0px;outline:0px;max-width:100%;box-sizing:border-box !important;overflow-wrap:break-word !important;">天津大學(xué)鞏金龍教授、王拓教授等人報(bào)道了一種分布式清潔CO2利用系統(tǒng)，通過設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)In2O3催化劑中可控氧空位（Vo），緩解了分布式小規(guī)模CO2加氫系統(tǒng)中太陽能產(chǎn)生的H2不穩(wěn)定的問題，并可以匹配小規(guī)模分布CO2加氫系統(tǒng)中清潔能源能量的間歇和波動(dòng)特性。


02


文章要點(diǎn)

1、作者構(gòu)建了一個(gè)小規(guī)模的CO2氫化系統(tǒng)，以適應(yīng)太陽能生產(chǎn)的間歇性和波動(dòng)供應(yīng)的太陽能制氫的分布式應(yīng)用。將Ni引入In2O3降低了不穩(wěn)定H2供給下加速反應(yīng)的H2解離能。Ni的引入將反應(yīng)的響應(yīng)時(shí)間從42 min減少到12 min，使9 h內(nèi)H2波動(dòng)的適應(yīng)范圍增加了15倍。

2、通過設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)In2O3催化劑中可控Vo，緩解了分布式小規(guī)模CO2加氫系統(tǒng)中太陽能產(chǎn)生的H2不穩(wěn)定的問題，并可以匹配小規(guī)模分布CO2加氫系統(tǒng)中清潔能源能量的間歇和波動(dòng)特性。


03


圖文展示

 

圖1.集成CO2加氫與水電解系統(tǒng)的組分和循環(huán)元件


圖2. Ni/In2O3催化劑的表征

圖3. Ni/Ni2O3的催化性能

圖4.原始In2O3和Ni/In2O3的表征

 

圖5.主要反應(yīng)機(jī)理

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