近日，中國科學院大連化學物理研究所在固體氧化物電解器（SOEC）陽極甲烷重整催化劑設計方面取得新進展，通過原位溶出技術構筑金屬/氧化物活性界面，開發出了高效、穩定的電化學重整催化劑，并結合多種原位物理化學表征手段，揭示了SOEC陽極甲烷重整機理。相關成果發表在《焦耳》。
SOEC因其電解效率高，穩定性好，模塊化程度高等優勢，被認為是一種具有應用潛力的二氧化碳電解器件。在SOEC陽極以甲烷半氧化重整反應替代緩慢的析氧反應，有利于降低二氧化碳電解總能耗。然而，傳統的鈣鈦礦陽極材料甲烷重整活性低、穩定性差，因此設計高活性陽極甲烷重整催化劑具有重要意義。
該團隊長期致力于基于固體氧化物電解池的高溫電催化研究，前期利用原位溶出和高溫分散法開發出了一系列高活性電化學表界面，用于高溫電極反應。本工作中，團隊通過調控La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.7-xCoxO3-δ陽極鈣鈦礦中B位Co\Fe比例，優化B位過渡金屬溶出能，實現在La0.6Sr0.4Ti0.3Fe0.5Co0.2O3-δ（LSTFC2）鈣鈦礦表面原位溶出生成平均粒徑最小為7nm、顆粒密度最高為1087個μm-2的CoFe合金納米顆粒，為陽極CH4轉化提供了充足活性位點。
研究還發現，電驅動產生的溢流氧也可進一步促進甲烷吸附活化、抑制積碳形成，從而提升了陽極催化劑活性和穩定性。800°C下，LSTFC2陽極CH4轉化率可達到86.9%，一氧化碳選擇性達到90.1%，連續穩定運行1250 小時無顯著衰減。電化學性能測試表明，陽極引入甲烷半氧化重整反應后，一氧化碳生產能耗從傳統SOEC的3.46 kWh/m3降低到0.31 kWh/m3。
本工作為C1小分子升級轉化提供了新的研究思路。
相關論文信息：https://doi.org/10.1016/j.joule.2024.04.009
在化學工業的“交響樂”中，催化劑如同一位無聲卻至關重要的指揮家，它能精準調控反應路徑，加速目標產物的生成，提升效率，更牽動著工藝的綠色與經濟命脈。對于中國科學院大連化學物理研究所（以下簡稱“大連化物所......
近日，中國科學院大連化學物理研究所催化與新材料研究中心研究員、中國科學院院士張濤和研究員王曉東、副研究員黃傳德、研究員喬波濤等開發了一種擬酶銅基單原子催化劑（Cu1/CN），實現甲烷高效轉化制含氧化合......
記者10日從昆明理工大學獲悉，該校研究人員開發出一種新型晶界穩定技術，成功解決了鈣鈦礦太陽能電池長期面臨的效率與穩定性瓶頸問題，為高效太陽能電池的產業化應用提供了關鍵支撐。這一成果近日發表在國際期刊《......
近日，中國科學院大連化學物理研究所副研究員宋月鋒等聯合復旦大學教授汪國雄團隊、美國佐治亞理工學院教授劉美林團隊，在固體氧化物電解池陽極高溫析氧反應研究方面取得進展。合作團隊聚焦鈣鈦礦陽極A位離子有序性......
華東理工大學，化學與分子工程學院教授戴升團隊聯合中國科學院寧波材料技術與工程研究所研究員陸之毅團隊，深入研究了二甲基咪唑鈷（ZIF-67）催化劑在電化學析氧反應（OER）過程中的降解機制與相平衡調控規......
近日，我所能源催化轉化全國重點實驗室碳基資源電催化轉化研究組（523組）宋月鋒副研究員等，聯合復旦大學汪國雄教授團隊、美國佐治亞理工學院劉美林院士團隊，在固體氧化物電解池（SOEC）陽極高溫析氧反應（......
記者從無錫市相關方面獲悉，全球首個鈣鈦礦全場景綠電園區——極電光能鈣鈦礦光伏工業園在無錫市錫山區宛山湖園區建成并投運。與傳統光伏發電面板多鋪設在較大平面的屋頂不同，實現了從園區屋頂到幕墻、連廊甚至圍墻......
氫能，被譽為未來清潔能源的“明星”，正引領全球能源轉型的浪潮。然而，一個巨大的瓶頸阻礙著它的廣泛應用：我們手上有大量現成“粗氫”，卻難以高效、低成本地提純和儲存。復旦大學未來能源高等研究院包信和院士、......
氫能因具有高能量密度和無碳排放等特性，被認為是化石燃料的可持續替代品。由風能、太陽能等可再生能源驅動電解水制氫，被學界視為具有前景且可持續制備清潔氫燃料的方法。電化學水分解包含陽極析氧反應（OER）與......
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員王曉東、研究員林堅團隊與福州大學教授林森團隊合作，在單原子催化劑外圍結構調控及其作用機制的研究方面取得新進展。相關成果發表在《德國應用化學》及《配位化學綜述》上......