久久久久久国产精品免费流畅|91高清国产经典在线观看|国产粉嫩泬一区二区三区|深夜免费黄色网址导航

原文鏈接：學(xué)者破解化學(xué)鏈制氫中載氧體穩(wěn)定性難題—新聞—科學(xué)網(wǎng)

中國科學(xué)院廣州能源研究所研究員黃振團(tuán)隊和東北石油大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授李翠勤團(tuán)隊合作，在國家自然科學(xué)基金、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金等項目的資助下，成功破解化學(xué)鏈制氫中載氧體穩(wěn)定性難題。近日，相關(guān)成果發(fā)表于《能源化學(xué)》（Journal of Energy Chemistry）。

Fe₂O₃@SiO₂核殼結(jié)構(gòu)載氧體氧化還原活性和穩(wěn)定性之間的“蹺蹺板”問題。

氫能作為一種終極清潔能源，能夠有效規(guī)避溫室效應(yīng)。近年來，化學(xué)鏈制氫技術(shù)因其高效靈活的能源轉(zhuǎn)化與制備能力而備受關(guān)注。然而，該技術(shù)對載氧體的選擇極為嚴(yán)苛，要求載氧體不僅需具備較高的氧容量和可調(diào)控的反應(yīng)活性，還需在苛刻的工況下保持結(jié)構(gòu)的完整性。

載氧體在晶格氧釋放和恢復(fù)過程中易發(fā)生燒結(jié)、團(tuán)聚和失活，這是制約化學(xué)鏈工藝大規(guī)模工業(yè)化的主要瓶頸之一。隨著研究的深入，載氧體的結(jié)構(gòu)已從簡單的宏觀機(jī)械混合逐漸發(fā)展為微觀納米調(diào)控，以期提升活性和穩(wěn)定性。核殼結(jié)構(gòu)載氧體因其優(yōu)異的熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度，能有效避免活性組分的浸出。然而，惰性組分的引入會降低載氧體的活性，且多級載氧體晶格氧的遷移轉(zhuǎn)化及金屬離子的運(yùn)動過程仍缺乏系統(tǒng)的研究。如何精準(zhǔn)調(diào)控并平衡載氧體的活性與穩(wěn)定性，已成為當(dāng)前亟待解決的關(guān)鍵問題。

Fe₂O₃@SiO₂核殼結(jié)構(gòu)載氧體的合成和結(jié)構(gòu)表征。

針對該問題，研究團(tuán)隊創(chuàng)新性設(shè)計并合成了系列具有精準(zhǔn)外殼厚度、納米級限域的多級核殼結(jié)構(gòu)載氧體Fe2O3@SiO2，深入探究惰性載體厚度與空間結(jié)構(gòu)對載氧體穩(wěn)定性與傳質(zhì)速率的雙重影響機(jī)制，旨在尋求化學(xué)鏈制氫過程中活性與穩(wěn)定性的動態(tài)平衡。研究結(jié)果表明，薄殼層（70納米）展現(xiàn)出卓越的循環(huán)穩(wěn)定性，連續(xù)30次氧化還原循環(huán)性能保持穩(wěn)定；而厚殼層（200納米）因反應(yīng)過程中生成大量的惰性Fe2SiO4導(dǎo)致快速失活。

Fe₂O₃和Fe₂O₃@SiO₂?(FS) 的制氫性能和循環(huán)穩(wěn)定性研究。本文由研究團(tuán)隊供圖

該研究還利用聚焦離子束-透射電子顯微鏡結(jié)合原位透射電子顯微鏡直觀揭示了惰性SiO₂殼層的限域作用，有效抑制了Fe₂O₃的團(tuán)聚行為。這種獨(dú)特的核殼結(jié)構(gòu)與可控殼層厚度為具有空間結(jié)構(gòu)的高效長壽命載氧體的設(shè)計合成提供新思路。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.jechem.2025.05.005