science >> Wetenschap >  >> Chemie

Nieuwe strategie zorgt voor efficiënte en stabiele elektrolyse van kooldioxide in elektrolysecel voor vaste oxiden

Fig. 1:Morfologische studie van de SFRuM-katalysatoren. In situ secundaire elektronen (SE)-STEM-afbeeldingen van SFRuM na reductie bij 800 ° C gedurende ~ 15 min (a), na reductie bij 800 °C gedurende ~30 min (b), na heroxidatie bij 800 °C gedurende ~30 min (c), en na heroxidatie bij 800 °C gedurende ~40 min (d). In situ SE-STEM-beelden van SFRuM O1 na reductie bij 600 ° C gedurende ~ 10 min (e), na reductie bij 800 °C gedurende ~10 min (f), en na reductie bij 800 °C gedurende ~60 min (g). h Vergrote afbeelding van (g). Ex situ SE-STEM-afbeeldingen van SFRuM R1 (i), SFRuM R2 (j), en SFRuM R4 (k). l Populatie- en grootteverdeling van metalen NP's geëxsolveerd na verschillende redox-manipulaties. Krediet:DOI:10.1038/s41467-021-26001-8

Vaste-oxide-elektrolysecel (SOEC) veelbelovend in CO 2 conversie en duurzame opslag van schone elektriciteit. Het kan CO . omzetten 2 en H 2 O gelijktijdig in syngas of koolwaterstofbrandstof aan de kathode, en produceren hoge zuiverheid O 2 bij de anode.

Perovskiet-type oxiden hebben de voordelen van een uitstekend dopingvermogen, weerstand tegen koolstofafzetting en redoxstabiliteit. Echter, de toepassing van perovskietelektroden is beperkt vanwege onvoldoende elektrokatalytische activiteit.

Onlangs, onderzoekers onder leiding van prof. WANG Guoxiong en prof. BAO Xinhe van het Dalian Institute of Chemical Physics (DICP) van de Chinese Academie van Wetenschappen en hun medewerkers bereikten efficiënte en stabiele CO 2 elektrolyse in SOEC. Ze ontdekten dat redoxcyclusmanipulaties de ontbinding van metaal/perovskiet-interfaces met hoge dichtheid bevorderden, wat de CO . verbeterde 2 elektrolyseprestaties en stabiliteit.

Deze studie is gepubliceerd in Natuurcommunicatie op 27 september.

De onderzoekers bereidden Ru-gedoteerde Sr 2 Fe 1.4 Ru 0.1 Mo 0,5 O 6-δ (SFRuM) dubbele perovskiet. Ze ontdekten dat de herhaalde redox-manipulaties de exsolutie van nanodeeltjes van RuFe-legering van 5900 m bevorderden -2 tot 22680 m -2 , waarbij de gemiddelde deeltjesgrootte tussen 2,2 en 2,9 nm lag, waardoor de dichtheid van de RuFe@SFRuM-interfaces wordt geregeld.

Gecombineerd met in situ atmosfeer elektronenmicroscopie, elementaire kaarten en elektronenenergieverliesspectroscopie, ze onthulden het vormings- en regeneratiemechanisme van RuFe@SFRuM-interface onder reducerende en oxiderende atmosfeer. "De verrijking van Ru-soorten op het oppervlak kan de exsolutie van RuFe@SFRuM-interfaces met hoge dichtheid bevorderen, " zei prof. WANG.

Bovendien, in situ atmosfeer elektronenmicroscopie, elektrochemische impedantiespectroscopie gecombineerd met dichtheidsfunctionaaltheorieberekeningen bevestigden dat de RuFe@SFRuM-interface CO . bevorderde 2 adsorptie en activatie. Vergeleken met de SFRuM-kathode, de RuFe@SFRuM-kathode had een toename van 74,6 procent in stroomdichtheid voor CO 2 elektrolyse bij 1,2 V en 800 °C, en vertoonden een hoge stabiliteit van CO 2 elektrolyse gedurende 1000 uur.


Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. De Term Synapsis is geassocieerd met welk proces?
  2. In vijverschuim, wetenschappers vinden antwoorden op een evolutie die het eerst kwam gevallen
  3. Welke vormen over het midden van een cel nabij het einde van Telophase?
  4. Onderzoekers vinden een veelbelovende manier om muggen te slim af te zijn
  5. Hoe wordt een zuivere cultuur direct voorbereid?
  6. Menselijke schedelgroei
  7. What Influences Phenotype?
  8. Theorie van de evolutie van geslachten getest met algen
  9. Hoe elektroforese te analyseren

Wetenschap