爱达荷国家实验室ACB:质子陶瓷电化学电池用于丙烷脱氢联产丙烯与氢气-La/Ni共掺杂钛酸锶催化剂

文摘   2024-11-12 22:56   英国  

DOI:https://doi.org/10.1016/j.apcatb.2024.124111

原文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337324004259#fig0060

使用质子陶瓷电化学电池构筑反应器,在外界施加电压或电流时,丙烷脱氢产生的氢气可以被原位移除到阴极,根据勒夏特列定律,可以促进丙烷脱氢反应。然在该系统中,关键问题在于阳极材料对丙烷脱氢的催化选择性,优异的催化剂应该具有高丙烯选择性,避免过度脱氢。

本论文则是针对催化剂,发展了高效高选择性的La/Ni共掺杂的钛酸锶催化剂(La0.3Sr0.7)0.9Ni0.1Ti0.9O3-δ,通过原位还原析出Ni颗粒,展现了优异的催化活性和丙烯选择性,实现丙烯和氢气的联产。电池组成为(PrBa)0.95(Fe0.9Mo0.1)2O5+δ/BaZr0.8Y0.2O3-δ/Ni-BaZr0.1Ce0.7Y0.1Yb0.1O3-δ,在阳极PBFM中浸渍LSNT催化剂。

关于LSNT原位还原析出活性纳米颗粒催化剂,已经进行了非常广泛且充分的研究,在SOEC/SOFC中作为电极材料,圣安德鲁斯大学John Irvine教授课题组研究非常充分。

本文的创新在于将PCEC用作丙烷脱氢的膜反应器,通过施加电流促进丙烷脱氢,在阳极中引入催化剂原位还原析出纳米颗粒,提升丙烯选择性。


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