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    王雙印教授團隊,最新JACS:優化甲醇脫氫!
    來源: 時間:2024-04-16 10:58:41 瀏覽:1761次

    第一作者:Wu YujieHuang Gen

    通訊作者:朱曉蓉副教授、陶李副教授、王雙印教授

    通訊單位:南通大學、湖南大學

    DOI: 10.1021/jacs.3c13240.



    研究背景



    氫氣(H2)作為清潔能源具有巨大潛力,但其易燃性限制了儲存和運輸。甲醇作為液氫載體備受關注,但甲醇蒸汽重整和甲醇輔助水分解提氫過程會排放大CO2,加劇環境危機。因此,生產H2和CO的高效甲醇轉化工藝成為實現可持續發展的關鍵。盡管水相中分子催化選擇性甲醇脫氫具有吸引力,但高壓、氧化劑需求和反應不連續性阻礙其應用。多相甲醇脫氫可在常壓下連續釋放H2和CO,但受到熱力學和動力學限制,需要高溫和氫氣純化過程,增加了成本。基于此,王雙印教授團隊通過在聚苯并咪唑(PBI)膜電解槽中橋接熱催化甲醇脫氫反應和電化學氫轉移過程,成功降低了甲醇脫氫的能壘并打破了其熱力學平衡限制,實現了甲醇向H2的轉化。



    文章要點



    1、電催化耦合實現甲醇脫氫過程的優化:利用電催化立即將H2產物從陽極轉移到陰極,從而改變熱力學平衡,增加H2和CO2的產量,并減輕對高溫的需求。這種電催化耦合的方式不僅提高了甲醇脫氫的效率,還有助于減少能源消耗和碳排放。

    2、雙層陽極結構的設計與應用:設計并應用了具有Ru/C + Pd/C催化層的雙層負極結構,有效減輕了CO中毒現象,并實現了有效的H2分離。這種結構不僅增強了析氫過程,還顯著提高了H2的產率(達到558.54 mmol·h-1·g-1)和純度(99.9%),超過了單獨甲醇脫氫的性能。



    圖文展示



    1.電池與熱電化學耦合催化過程的示意圖

    圖2. H2和CO生產率

    3.各種電池電壓下性能

    4.機理研究

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    12條評論
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    全部 3小時前 四川
    文字是人類用符號記錄表達信息以傳之久遠的方式和工具。現代文字大多是記錄語言的工具。人類往往先有口頭的語言后產生書面文字,很多小語種,有語言但沒有文字。文字的不同體現了國家和民族的書面表達的方式和思維不同。文字使人類進入有歷史記錄的文明社會。
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