转自洞见热管理
来源 | Chemical Engineering Journal
链接 | https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.158558
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背景介绍
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成果掠影
近日，北海道大学工学部 Takahiro Nomura 团队提出了一种基于 MEPCM 载体的蓄热功能性储氧材料。制备的Fe2O3/Al-MEPCM实现了高潜热（137 J/g）和良好的CO生成速率（224 µmol/g min-1）。经过50次氧化还原循环后，Fe2O3/Al-MEPCM的氧存储容量仍保持在75%以上，而Al-MEPCM作为物理屏障防止了烧结。此外，使用Fe2O3/Al-MEPCM在H2还原模式下的温度评估表明，在没有潜热的情况下，温度下降了约80°C，而在有潜热的情况下，温度保持在约640°C。此外，潜热（约2940 J）与热量吸收（约1809 J）相比足够大。因此，将MEPCM与氧存储材料结合用于CL过程的热调控策略，在工业过程中具有很大的应用潜力。研究成果以“Passive thermal regulation using a phase change material for chemical-loop reverse water–gas shift reaction”为题发表在《Chemical Engineering Journal》期刊。
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图文导读
图1. 用于测试复合颗粒温控性能的克级反应器。
图2. 有无潜热情况下采用的温度条件的示意图。
图3. (a) Al-MEPCM和Fe2O3/Al-MEPCM物种的XRD图谱。
(b) 记录的Al-MEPCM和Fe2O3/Al-MEPCM物种的DSC曲线。
图4. (a) Al-MEPCM的SEM图像。
(b) Fe2O3/Al-MEPCM的SEM图像和EDS元素映射图像。
图5. 复合材料截面的SEM和EDS元素映射图像。
图6. Fe2O3/Al-MEPCM RWGS-CL的氧化还原性能：(a) CO2再氧化半周期中的产气量；(b) 当前CL-RWGS与之前文献中CO2分解速率的比较；以及(c) 样品中Fe2O3含量对CO生成速率和潜热的影响。
图7. 在等温氧化还原循环过程中三种体系的储氧能力比。
图8. Fe2O3/Al-MEPCM经过50次氧化还原循环后的SEM和EDS元素映射问题。
图9. 在有潜热和无潜热的情况下，复合材料还原过程中T50（50毫米）处的温度曲线和H2转化率。
