CeO2在氧化催化反应中的作用

从CeO2 所属的萤石型氧化物结构特点出发 ,对CeO2 内部的电子缺陷、氧离子及其空穴等在催化氧化中的作用进行分析 ,指出CeO2 在氧化催化剂中所起的修饰作用与它的价态变化———Ce4 /Ce3 间的转换 ,以及CeO2 与Cu等过渡金属之间的相互作用密切相关。更重要的是 ,此类催化体系 (如Cu CeO2 )是具有较高的电子 离子混合导电能力的混合型导体 ,且CeO2 易于存储、传输氧 ,可以协助O2 -从电解质向阳极传递 ,将阳极氧化反应面扩大至TPB面以外 ,减小界面阻力 ,加快氧化反应速率。此特性使其在以甲烷为燃料的固体电解质燃料电池阳极开发领域成为一种值得关注的备选材料。     

固体氧化物燃料电池研究--10%Cu-Ce0.15Zr0.85O2作阳极材料

以10%Cu-Ce0.15Zr0.85O2为阳极、Pt为阴极和参考电极,组装了固体氧化物燃料电池(SOFC)单电池并进行了测试,考察了操作温度、甲烷流量等对电池性能的影响,发现提高操作温度以及在阳极材料中添加CeO2可以显著改善电池性能。升高温度,阳极极化曲线中的极限电流密度值随之上升;阳极中CeO2含量为10%时,功率最大值由未加时的4.10 mW/cm2增大至9.76 mW/cm2,对应的电流密度由12.22 mA/cm2增大至35.7 mA/cm2。甲烷的流量对电池开路电位有显著的影响,但当甲烷流量在18 mL/min以上时,其影响已十分微弱。     

高温型燃料电池的甲烷重整方式

高温型燃料电池的甲烷重整包括外部重整与内部重整两种方式。外部重整已经广为采用 ,内部重整的优势在于节省系统成本并能将吸热的蒸汽重整反应与放热的电化学反应有效耦合 ,相对于前者燃料利用率与热效率更高 ,但是大规模采用则经济优势不明显。对固体氧化物燃料电池的甲烷内部重整 (包括水蒸汽重整与直接氧化两种途径 )中发生的反应及各自的优缺点作了较为详尽的分析。     

Cu掺杂的Ce-Zr-O固溶体上甲烷的完全氧化反应(Ⅰ)催化剂制备方法及反应活性

以浸渍法、共沉淀法、柠檬酸溶胶 凝胶法分别制备了掺杂Cu的Ce Zr O催化剂 ,对其进行了甲烷完全氧化反应的催化活性测试 ,并考察了温度、还原预处理、Cu含量、xCe/xZr比等因素对催化剂氧化活性的影响。结果发现 ,共沉淀法、溶胶 凝胶法制备的催化剂性能优于浸渍法制备的催化剂 ;不论采用何种制备方法 ,Cu和Ce的含量均存在一个最佳范围 ;在较低的温度区间 ,还原预处理过程有助于提高催化剂活性 ,在较高的温度区间 ,是否进行还原处理对催化剂活性影响不大