• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
中温质子导体电解池型氨合成反应器研究
  • 52
  • 作者

    朱行志 陈楚 苗笑云 叶晓峰

  • 单位

    中国科学院上海硅酸盐研究所中国科学院大学

  • 摘要
    当前传统的氨气规模化生产造成了大量的能源消耗和碳排放,需要寻找一种低碳的技术途径,因此,绿氨合成成为“双碳”背景下的重要研究课题之一。质子导体型陶瓷电解池(ProtonicCeramicElectrolysis Cells, PCECs)可采用可再生电力电解水蒸气原位制氢,有望用作绿氨合成反应器。本文采用NiBaCe0.7Zr0.1Y0.2O3-δ(BCZY)多孔复合陶瓷,研究了质子导体燃料电极的材料特性和合成氨反应条件,650℃时获得了10.4×10-11 mol/(s·cm2)合成氨速率。基于以上结果,以等静压-浸渍-共烧的工艺方法制备了活性面积达到10 cm2的管式质子导体型电解池。其在650℃,1.4 V电压下获得3 A电解电流,并在合成氨工况条件下稳定运行;管式电池原位产氢能够用于Ni-BCZY燃料电极上的合成氨过程并显著促进了氨产率的提升,合成氨速率达到7.02×10-10 mol/(s·cm2)。200 h的长期测试结果表明,电解池的电化学性能与合成氨速率均表现出良好的稳定性,显示了作为绿氨合成反应器的潜力。
  • 关键词

    质子导体合成氨产率稳定性

  • 引用格式
    朱行志,陈楚,苗笑云,等.中温质子导体电解池型氨合成反应器研究[J/OL].燃料化学学报(中英文),1-11[2024-09-10].http://kns.cnki.net/kcms/detail/14.1410.TQ.20240909.1038.001.html.
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