反应性捕获和转化CO2到在双功能结构Ce1-Co3NiO/Ca矿类型氧化物单体上
Khaled Baamran1, Shane Lawson1, Ali A Rownaghi2
1Linda and Bipin Doshi Department of Chemical and Biochemical Engineering, Missouri University of Science and Technology, Rolla, Missouri 65409-1230, United States.
JACS Au
|January 26, 2024
概括
通过3D打印的双功能材料捕获二氧化碳,并通过CH4重制产生H2. 该Ce0.75Co0.25NiO3/Ca材料显示出高转换率和产量,证明了新的CCUS应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 化学工程是化学工程的重要组成部分.
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 碳捕获,利用和储存 (CCUS) 对于净零目标至关重要.
- 双功能材料 (BFMs) 提供了二氧化碳的反应性捕获和转化.
- 3D打印使CCUS的新材料配方成为可能.
研究的目的:
- 开发和评估用于二氧化碳捕获和CH4改革的新型3D打印BFMs.
- 研究Ce1-xCoxNiO3矿催化剂中的含量对性能的影响.
- 证明从CO2和CH4中生产H2的可持续途径.
主要方法:
- 用CaO吸附剂和Ce1-xCoxNiO3矿催化剂3D打印蜂单体.
- 使用XRD,EDS,N2物理吸附,XPS,H2-TPR,in situ CO2吸附/脱附XRD和NH3-TPD进行表征.
- 在500-700°C的温度下测试二氧化碳捕获和CH4重塑的组合.
主要成果:
- 含量的变化没有影响结晶性,质地或金属分散.
- 较高的负荷降低了可还性,二氧化碳可逆性和氧气可用性.
- 在700°C时,Ce0.75Co0.25NiO3/Ca BFM实现了77%的CO2转换,94%的CH4转换,61%的H2产量和2.30的H2/CO比率.
- BFM在五个吸附/反应周期中表现出稳定性,产量损失最小.
结论:
- 3D打印对于制造用于CCUS的矿基BFM是有效的.
- 在BFM中优化含量可增强二氧化碳捕获和CH4改造以生产H2.
- 这项研究提出了一个可行的概念验证,用于集成的二氧化碳利用和H2生成.


