肖睿教授课题组在高性能化学链载氧材料的设计与合成方面取得重要研究进展
 
发布时间: 2018-07-18 浏览次数: 488

日前,学院肖睿教授课题组在高性能化学链载氧材料的设计与合成方面取得重要研究进展,研究成果以“Enhanced hydrogen production performance through the controllable redox exsolution within CoFeAlOx spinel oxygen carrier materials为题发表于材料领域著名学术刊物Journal of Materials Chemistry A上(IF=9.931),文章的第一作者为2014级博士研究生曾德望,肖睿教授为论文的唯一通讯作者。

化学链(chemical looping)一种新型的基于零排放的先进能源热转化技术,反应过程利用金属氧化物载氧材料的循环反复供氧来取代分子氧,在能源转化方式上发生了根本性的变革,具有更高的能源利用效率和经济性。化学链技术目前已在燃烧,气化,制氢,储氢等领域取得了广泛的应用。然而,反应所需的高温导致了严重的颗粒烧结,极大地降低了载氧材料的反应活性和循环寿命。如何有效减缓载氧材料的烧结、提高材料的高温热稳定性,一直是化学链技术研究中的热点和难点问题。

受到冶金过程中矿物出溶作用的启发,该团队设计出了一种自载体的尖晶石固溶物载氧材料,并利用O化学势作为推动力,实现了化学链循环过程中活性组分的往复出溶。实验结果显示,这种出溶效应可导致活性组分部分包埋在母体材料中,形成十分稳定的限域界面,在80次化学链循环过程中,这种界面结构十分稳定,极大的增强了载氧材料的循环寿命。相比于传统的耐火材料负载活性组分的策略,这种利用出溶效应制备高稳定性载氧材料的方法可控性强,活性组分尺寸更小,打破了高温烧结对载氧材料循环寿命的限制,并且,该方法还可广泛应用于太阳能热化学制氢,钙基载碳体二氧化碳吸收,Cu基载氧体氧解耦燃烧等其他高温热化学循环氧化物材料的制备。

  

论文链接:

http://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/TA/C8TA02477D#!divAbstract

  

以上工作受到了国家杰出青年科学基金、国家自然科学基金面上项目、东南大学优秀博士学位论文基金等项目的资助