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巩金龙第42篇Angew.：Ni/In2O3催化剂助力太阳能析氢！

来源：时间：2023-09-18 15:14:08 浏览：1593次

第一作者：Xianghong Li

通讯作者：巩金龙教授、王拓教授

通讯单位：天津大学

DOI: 10.1002/anie.202301901

01

研究背景

化石燃料的过度消费导致了大气中CO₂的浓度不断增加，从而导致了全球变暖。然而，化石燃料产生H₂伴随着CO₂的形成，不可避免地在CO₂利用过程中引入碳。为在分布式应用场景下实现小规模间歇波动的连续反应，非常需要调节催化剂界面环境和化学吸附能力以适应波动的反应条件。基于此，天津大学巩金龙教授、王拓教授等人报道了一种分布式清洁CO₂利用系统，通过设计和实现In₂O₃催化剂中可控氧空位（V_o），缓解了分布式小规模CO₂加氢系统中太阳能产生的H₂不稳定的问题，并可以匹配小规模分布CO₂加氢系统中清洁能源能量的间歇和波动特性。

02

文章要点

1、作者构建了一个小规模的CO₂氢化系统，以适应太阳能生产的间歇性和波动供应的太阳能制氢的分布式应用。将Ni引入In₂O₃降低了不稳定H₂供给下加速反应的H₂解离能。Ni的引入将反应的响应时间从42 min减少到12 min，使9 h内H₂波动的适应范围增加了15倍。

2、通过设计和实现In₂O₃催化剂中可控V_o，缓解了分布式小规模CO₂加氢系统中太阳能产生的H₂不稳定的问题，并可以匹配小规模分布CO₂加氢系统中清洁能源能量的间歇和波动特性。

03

图文展示

图1.集成CO₂加氢与水电解系统的组分和循环元件

图2. Ni/In₂O₃催化剂的表征

图3. Ni/Ni₂O₃的催化性能

图4.原始In₂O₃和Ni/In₂O₃的表征

图5.主要反应机理

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