基于多金属掺杂的氧化铈阳极的甲烷协助电解水制氢研究

摘要：

采用甲烷协助电解水制氢可以显著降低固体氧化物电解池制氢电耗.从甲烷氧化活性和氧离子传导性的角度出发,采用一锅水解法制备了氧化锆和氧化钐掺杂的氧化铈阳极材料(Sm0.1Zr0.1Ce0.8O2-x),并同时一锅负载Ni、Co和Fe活性金属.结果表明钐和锆的掺杂显著提高氧化铈的氧化活性,而Ni金属负载可以使甲烷完全转化温度降低75℃,良好的甲烷氧化活性可以实现甲烷气氛下更低的电解电压.不同负载金属的结果表明,具有良好甲烷氧化活性的Ni、Co负载Sm0.1Zr0.1Ce0.8O2-x在不同电流密度下均体现出甲烷协助电解水性能,低的欧姆阻抗和高频极化阻抗使Co负载的阳极具有更高的性能,电解电压低至0.37 V@250 mA/cm2;缺乏甲烷氧化活性的Fe负载Sm0.1Zr0.1Ce0.8O2-x具有良好的析氧性能,但缺乏甲烷辅助性能.具有甲烷氧化活性性能是实现甲烷协助电解水制氢的关键.

关键词：氧化铈、金属掺杂、甲烷氧化、电解水制氢、固体氧化物电解池

所属期刊栏目：45

分类号：TK91

资助基金：浙江省电力有限公司科技项目5211LS220001

在线出版日期：2023-11-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：65-70