用于CO 2捕集的化学循环过程的高性能储氧材料

用于CO 2捕集的化学循环过程的高性能储氧材料†
Energy & Environmental Science ( IF 32.4 ) Pub Date : 2012-11-22 00:00:00 , DOI: 10.1039/c2ee22801g
Qilei Song , Wen Liu , Christopher D. Bohn , Ryan N. Harper , Easan Sivaniah , Stuart A. Scott , John S. Dennis

化学循环燃烧（CLC）是一种新颖的燃烧技术，涉及到氧气存储材料的循环还原和氧化，以提供氧气，用于将燃料燃烧成CO 2和高氧2，同时提供适合封存或利用的纯净CO 2物流。在这里，我们报告了一种从层状双氢氧化物（LDHs）前体制备储氧材料的方法，并展示了它们在CLC工艺中的应用。LDHs前体能够使元素在分子水平上均匀混合，从而使煅烧后的活性金属氧化物在载体中具有很高的分散度和高负载量。以Cu-Al LDH前体为原型，我们证明了通过材料化学合理设计储氧材料可以显着提高高温氧化还原循环中的反应性和稳定性。我们发现含钠物质的存在可有效抑制铝酸铜（CuAl 2 O4或CuAlO 2），并在多个氧化还原循环中稳定无定形载体中的铜相。源自LDH前体的代表性纳米结构Cu基储氧材料显示出稳定的气态O 2释放能力（〜5 wt％），稳定的储氧能力（〜12 wt％）以及在CuO-之间可逆相变过程中的稳定反应速率高温（800–1000°C）下的Cu 2 O–Cu。我们预计该策略可以扩展到制造各种金属氧化物复合材料，以用于清洁能源生产和CO 2捕集的新型高温循环中。

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更新日期：2012-11-22

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