CN103172021A - CeO2基活性材料在两步热化学循环分解H2O和/或CO2中的应用 - Google Patents

CeO2基活性材料在两步热化学循环分解H2O和/或CO2中的应用 Download PDF

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蒋青青
蒋宗轩
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Abstract

本发明涉及一种以纳米CexM1-xO2-δ(M＝La，Y，Sm，Zr)固溶体做为活性材料，通过两步热化学循环分解H2O/CO2，产生H2与CO的方法。主要步骤为：(1)活性材料首先在高温下放出氧气；(2)含有大量氧空位的活性材料在较低温度下与H2O/CO2反应，放出H2/CO。其中，Ce0.75Zr0.25O2体系中，H2产量为21ml/g，CO产量为25.5ml/g，高于文献报道值(H2产量为11ml/g，CO产量为7ml/g)；Ce0.85M0.15O2-δ(M＝La，Y，Sm)体系中，H2产量为12-13ml/g，CO产量为13ml/g。本发明的活性材料，可以利用太阳能聚焦产生的高温热量做为能量来源，以H2O/CO2作为反应原料，产生H2/CO，没有其他副产物，清洁无污染，有望成为通过太阳能制备化学燃料的有效技术。

Description

CeO2基活性材料在两步热化学循环分解H2O和/或CO2中的应用
技术领域
本发明涉及两步热化学循环法分解H2O/CO2，制备H2/CO，更具体的涉及以氧化铈基纳米固溶体作为活性材料分解H2O/CO2，制备H2/CO，此类材料表现出高的反应活性。
背景技术
由于化石能源的不可持续性，以及其利用所产生的温室效应、环境污染等问题，使得洁净的、环境友好的可再生能源体系的研究迫在眉睫。太阳能具有取之不竭、洁净无污染、可再生等优点，利用太阳能将H2O及温室气体CO2转化为便于储存的化学燃料，日益受到国际社会的广泛关注。
金属氧化物两步热化学循环分解H2O/CO2技术就是集太阳能储备与化学燃料制备于一体，是当前新能源研究和开发领域的热点之一。该反应的主要步骤为：(1)活性材料首先在高温(高于于1400℃)下的惰性气氛中还原，放出氧气。(2)含有大量氧空位的活性材料在较低温度下(低于1200℃)与H2O/CO2反应，放出H2/CO。具体表达式如下：
Figure BDA0000123813700000012
热力学计算结果表明只有少数的金属氧化物能够完成这个循环。目前研究比较多的体系有铁氧化物、ZnO、CeO2、V2O5、SnO2等。
Nakamura等人(Solar Energy，1977，19：467-475)最早提出了Fe3O4/FeO热化学循环分解水制氢体系，在此基础上Steinfeld等(Solar Energy，1999，65(1)：43-53)给出了太阳能热化学反应器的设计原则，并且(Energy&Fuels 2008，22，3544 3550)计算了Fe3O4/FeO以及ZnO/Zn分解CO2的可能性。针对铁酸盐分解温度过高，分解过程中的相变易引起烧结等问题，复合的铁氧化物MFe2O4(M＝Mg，Cu，Mn，Ni，Co，Zn)以及负载的铁氧化物(常见载体载体为ZrO2、YZS)相继被开发。James E.Miller等(Journal ofMaterial Science，2008，43：4714 4728)开发的Co0.67Fe2.33O4/YSZ样品30个循环后仍能能保持8ml/g的产氢活性。美国专利(申请号20080089834)详细介绍了YZS负载的铁氧化物的制备方法及其分解水反应的具体条件。铁酸盐存在的最主要的问题是反应速率过慢，单位质量的活性材料产氢量太低，关于CO2分解的实验还没有展开。
Steinfeld等(Solar Energy，1999，65(1)：59-69)首次利用太阳能完成了ZnO/Zn的循环过程。该过程存在的主要问题为高温下Zn蒸汽与氧气不能及时分离，Zn再次被氧化，并且在水分解的过程中，Zn与水反应生成的ZnO层会包裹在Zn表面而阻止了Zn与水的接触，从而抑制了制氢反应。V2O5，SnO2以及GeO2等易挥发氧化物都存在同样的问题。美国专利(申请号20110059009)详细介绍了V2O5的反应装置及反应条件。同样，关于CO2分解的实验还没有展开。
Abanades等(Solar Energy，2006，80：1611-1623)首次完成了CeO2/Ce2O3两步热化学循环分解水的反应。William C.Chueh等(Science，2010，330：1797-1800)详细的研究了CeO2体系的循环性能，实验结果表明500次循环之后，CeO2体系的产氢量以及氢气产生速率都保持的较好。他们还利用太阳能反应器做了325g CeO2的放大实验，多次循环以后，CeO2仍保持稳定的活性。CeO2体系不挥发，抗烧结能力强，H2/CO产生速率快，循环性能好，具有工业化前景，得到大家的广泛关注。CeO2体系存在的主要问题有还原温度过高；CeO2具有较高的摩尔质量，导致单位质量产氢量较低；两步反应的温度梯度太大，热量的回收利用比较困难。
中国文献以及专利中还没有关于两步热化学循环分解H2O/CO2制氢工作的报道。
从已有报道工作不难发现，两步热化学循环分解H2O/CO2的工作还处在初级的基础研究阶段，目前已有的活性材料存在的主要问题为：(1)金属氧化物还原温度较高；(2)可循环利用的氧空位量较少；(3)循环性能较差。因此，非常有必要开发在较低的温度下能够给出较多的可利用的氧空位，并且高温条件下相对稳定的金属氧化物活性材料。
发明内容
本发明旨在提供金属掺杂CeO2在两步热化学循环分解H2O和/或CO2中的应用，以纳米CexM1-xO2-δ(M＝La，Y，Sm，Zr)固溶体做为活性材料，通过两步热化学循环分解H2O/CO2，制备H2/CO的方法。
本发明另一个目的是在于提供CexM1-xO2-δ(M＝La，Y，Sm，Zr)分解H2O/CO2反应的最优化条件参数。
为实现上述目的，本发明提供以下方面：
CeO2基活性材料在两步热化学循环分解H2O和/或CO2中的应用，其特征在于：
所述活性材料为M离子掺入CeO2中形成的纳米固溶体CexM1-xO2-δ，x＝1-0.75，δ＝0-0.1，M＝La3+、Y3+、Sm3+、Zr4+中一种或二种以上。
当M＝La3+、Y3+、Sm3+中一种或二种以上时，CexM1-xO2-δ固溶体中，x＝0.85至小于1，δ＝0-0.1；
当M＝Zr4+时，CexM1-xO2固溶体中，x＝0.75至小于1。
该反应由以下两步组成：
a：CexM1-xO2-δ在高温Ar气氛中还原脱出氧气，反应温度为1400-1500℃；
b：含有大量氧空位的活性材料与H2O和/或CO2反应生成H2和/或CO，反应温度为700-1200℃。
反应是在固定床反应器内进行的，
步骤a中：恒温处理40min，Ar气流速为100ml/min。
步骤b中：
当采用H2O进行反应时，水蒸气储罐的温度为100℃，输送水蒸气的管线恒温在120℃，以Ar气为载气，Ar气流速为400ml/min，水蒸气与Ar气体比为1∶1；
当采用CO2进行反应时，CO2直接通入到反应管内，CO2气体流速为200-600ml/min。
所述固定床反应器的结构为：包括一刚玉管，刚玉管内设有一上端开口、底部带孔的刚玉坩埚，刚玉坩埚下方设有一支撑刚玉管，刚玉坩埚通过其下方的支撑刚玉管于刚玉管内定位，刚玉坩埚的内部底端孔的上方设有石英棉，于石英棉上刚玉坩埚内装填有活性材料。
所述纳米固溶体的粒子尺寸在10-20nm之间。
所述纳米固溶体按照如下制备方法进行：
a：按所需比例称取5.4822(NH4)2Ce(NO3)6，或5.4822-4.660g(NH4)2Ce(NO3)6、以及0.2165-0.6498g La(NO3)3.6H2O、0.1915-0.5745gY(NO3)3.6H2O、0.1682-0.5046g Sm(NO3)3.6H2O中的一种或二种以上，溶解于75ml去离子水中，室温搅拌30min之后，加入3.1ml(30mmol)二乙烯三胺DETA(H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2)，继续搅拌30min之后，倒入100ml容量的水热釜中，200℃条件下处理24h；冷却后，离心，干燥，600℃条件下焙烧4h；
或，b：按所需比例称取5.4822g(NH4)2Ce(NO3)6，或5.4822g-4.1117g(NH4)2Ce(NO3)6和0.3392g-0.8481g Zr(NO3)4·5H2O，溶解于75ml去离子水中，室温搅拌30min之后，加入2.5224g(20mmol)三聚氰胺，继续搅拌2h之后，倒入100ml容量的水热釜中，200℃条件下处理24h；冷却后，离心，干燥，600℃条件下焙烧4h。
本发明与公知技术相比，具有以下特点：
1.本发明首次以纳米CexM1-xO2-δ(M＝La，Y)固溶体做为活性材料，进行了两步分解H2O/CO2反应。
2.本发明首次详细的研究了CexM1-xO2-δ(M＝La，Y，Sm，Zr)固溶体分解H2O/CO2反应的动力学，并给出了这类材料的最优化反应条件。
3.根据本发明提供的分解H2O/CO2反应的最优化反应条件，Ce0.75Zr0.25O2体系中，H2产量为21ml/g，CO产量为25.5ml/g，高于文献报道值(H2产量为11ml/g，CO产量为7ml/g)；Ce0.85M0.15O2-δ(M＝La，Y，Sm)体系中，H2产量为12-13ml/g，CO产量为15ml/g。
4.本发明提供的纳米CexM1-xO2固溶体，可以利用太阳能聚集产生的高温热量做为能量来源，以H2O/CO2作为反应原料，产生H2/CO，无其他任何副产物，可持续并清洁无污染。
附图说明
图1是按照发明实施例12中所述的处理条件，得到的CeO2在不同温度下分解CO2产生CO速率图。
图2是按照发明实施例3中所述的处理条件，得到的CeO2氢气产生速率与温度的关系图。
图3是按照发明实施例5中所述的处理条件，得到的Ce0.85La0.15O2-δ氢气产生速率与温度的关系图。
图4是按照发明实施例15中所述的处理条件，得到的Ce0.85La0.15O2-δ在不同温度下分解CO2产生CO速率图。
图5是按照发明实施例11中所述的处理条件，得到的Ce0.75Zr0.25O2产氧曲线谱图。
图6是按照发明实施例11、21中所述的处理条件，得到的Ce0.75Zr0.25O2在1200℃下产H2/CO图。
图7是800℃下CeO2-1分解H2O/CO2产生H2/CO循环性能图。
图8活性材料CexM1-xO2-δ反应前后的XRD图；
图9活性材料CexM1-xO2-δ反应前后的Raman图；
图10活性材料Ce0.85La0.15O2-δ的TEM图；
图11活性材料Ce0.75Zr0.25O2的TEM图。
图12固定床反应器的结构示意图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明做进一步的描述，但本发明的实施方式不限于此，不能理解为对本发明保护范围的限制。
下述反应在固定床反应器中进行，如图12所示，所述固定床反应器包括一刚玉管1，刚玉管1内设有一上端开口、底部带孔的刚玉坩埚4，刚玉坩埚下方设有一支撑刚玉管2，刚玉坩埚4通过其下方的支撑刚玉管2于刚玉管1内定位，刚玉坩埚4的内部底端孔的上方设有石英棉，于石英棉上刚玉坩埚内装填有活性材料5。为便于与外部管路连接，刚玉管1的两端均设有金属接头3。
应用时，取0.5g活性材料置于刚玉坩埚内，用石英棉支撑，反应器材质同样也为刚玉管，反应管(刚玉管)内径为14mm，反应产物直接用气相色谱法分析。
实施例1：
a：称取5.4822g硝酸铈铵(10mmol)溶解于75ml去离子水中，室温搅拌30min  之后，加入3.1ml  (30mmol)二乙烯三胺DETA(H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2)，继续搅拌30min之后，倒入100ml容量的水热釜中，200℃条件下处理24h；冷却后，离心，干燥，600℃条件下焙烧4h。
当M＝La3+、Y3+、Sm3+中一种或二种以上时，CexM1-xO2-δ固溶体的制备过程如下：
按所需比例称取5.2081-4.660g(NH4)2Ce(NO3)6，以及0.2165-0.6498gLa(NO3)3.6H2O、0.1915-0.5745g Y(NO3)3.6H2O、0.1682-0.5046g Sm(NO3)3.6H2O中一种或二种以上，溶解于75ml去离子水中，室温搅拌30min之后，加入3.1ml(30mmol)二乙烯三胺DETA(H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2)，继续搅拌30min之后，倒入100ml容量的水热釜中，200℃条件下处理24h；冷却后，离心，干燥，600℃条件下焙烧4h。
b：称取5.4822g硝酸铈铵(10mmol)溶解于75ml去离子水中，室温搅拌30min之后，加入2.5224g(20mmol)三聚氰胺，继续搅拌2h之后，倒入100ml容量的水热釜中，200℃条件下处理24h。冷却后，离心，干燥，600℃条件下焙烧4h。
当M＝Zr4+时，CexM1-xO2固溶体的制备过程如下：
按所需的比例称取4.9340g-4.1117g(NH4)2Ce(NO3)6，0.3392g-0.8481gZr(NO3)4·5H2O，溶解于75ml去离子水中，室温搅拌30min之后，加入2.5224g(20mmol)三聚氰胺，继续搅拌2h之后，倒入100ml容量的水热釜中，200℃条件下处理24h。冷却后，离心，干燥，600℃条件下焙烧4h。
实施例2
称取0.5gDETA作为沉淀剂水热合成的CeO2样品(记为：CeO2-1)，置于反应管内，Ar气流速为100ml/min，按照5℃/min升温至1500℃，恒温处理40min，降温至800℃，恒温，Ar气流速调整至400ml/min，将100℃预热的水蒸汽带入反应管内，Ar气与水蒸汽体积比1∶1，10min之内结束反应。所得O2量列于表1内。
实施例3
同实施例2，只是分解水的温度为700℃，900℃，1000℃，1100℃，1200℃；
当分解水的温度为700℃、900℃、1000℃或1100℃，10min之内结束反应；
当分解水的温度为1200℃，反应进行2h结束，并且重复循环反应3次。
结果如表2所示，循环结果如表3所示。
实施例4
同实施例3，只是活性材料为Ce0.9La0.1O2-δ，O2产量和H2产量分别列于表1和表2.
实施例5
同实施例3，只是活性材料为Ce0.85La0.15O2-δ，O2产量和H2产量分别列于表1
和表2，循环结果列于表3.
实施例6
同实施例3，只是活性材料为Ce0.9Y0.1O2-δ。
实施例7
同实施例3，只是活性材料为Ce0.85Y0.15O2-δ，O2产量和H2产量分别列于表1
和表2.循环结果列于表3
实施例8
同实施例3，只是活性材料为Ce0.9Sm0.1O2-δ。
实施例9
同实施例3，只是活性材料为Ce0.85Sm0.15O2-δ。O2产量和H2产量分别列于表1和表2.循环结果列于表3
实施例10
称取0.5g三聚氰胺作为沉淀剂水热合成的CeO2样品(记为CeO2-2)，置于反应管内，Ar气流速为100ml/min，按照5℃/min升温至1400℃，恒温处理40min，降温至1200℃，恒温，Ar气流速调整至400ml/min，将100℃预热的水蒸汽带入反应管内，Ar气与水蒸汽体积比1∶1，反应进行2h结束，并且重复循环反应3次。
O2产量和H2产量分别列于表1和表2，循环结果列于表3.
实施例11
同实施例9，只是活性材料为Ce0.75Zr0.25O2。O2产量和H2产量分别列于表1和表2
实施例12
称取0.5gDETA作为沉淀剂水热合成的CeO2样品(记为：CeO2-1)，置于反应管内，Ar气流速为100ml/min，按照5℃/min升温至1500℃，恒温处理40min，降温至800℃，恒温，通入CO2，CO2气体流速为1200ml/min，2min之内结束进样。CO产量分别列于表2
实施例13
同实施例12，只是分解CO2的温度为700℃，900℃，1000℃，1100℃，1200℃；
当分解水的温度为700℃、900℃、1000℃或1100℃，2min之内结束进样；
当分解水的反应温度为1200℃，反应进行100min结束进样，并且重复循环反应3次；
CO产量分别列于表2，循环结果列于表3.
实施例14
同实施例13，只是活性材料为Ce0.9La0.1O2-δ。
实施例15
同实施例13，只是活性材料为Ce0.85La0.15O2-δ。CO产量分别列于表2，循环结果列于表3.
实施例16
同实施例13，只是活性材料为Ce0.9Y0.1O2-δ。
实施例17
同实施例13，只是活性材料为Ce0.85Y0.15O2-δ。
实施例18
同实施例13，只是活性材料为Ce0.9Sm0.1O2-δ。
实施例19
同实施例13，只是活性材料为Ce0.85Sm0.15O2-δ。CO产量分别列于表2，循环结果列于表3.
实施例20
称取0.5g三聚氰胺作为沉淀剂水热合成的CeO2样品(记为CeO2-2)，置于反应管内，Ar气流速为100ml/min，按照5℃/min升温至1400℃，恒温处理40min，降温至1200℃，恒温，通入CO2，CO2气体流速为1200ml/min。反应进行100min结束，并且重复循环反应3次。CO产量分别列于表2。
实施例21
同实施例20，只是活性材料为Ce0.75Zr0.25O2。CO产量分别列于表2，循环结果列于表3
按照以上实施例所述的处理条件，得到的O2，H2，CO的量详细列于表中。
表1纳米CexM1-xO2-δ固溶体氧气产量
Figure BDA0000123813700000071
表2纳米CexM1-xO2不同温度下H2/CO产量(ml/g)
Figure BDA0000123813700000081
表31200℃下CexM1-xO2样品3次循环的H2/CO产量(ml/g)
Figure BDA0000123813700000082
综上所述，本发明合成了一系列氧化铈基固溶体CexM1-xO2-δ(M＝La，Y，Sm，Zr)，这类材料均可以通过两步反应，将H2O/CO2分解为H2/CO，粒子的尺寸在10-20nm之间。主要步骤为：(1)活性材料首先在高温(高于1400℃)下放出氧气；(2)含有大量氧空位的活性材料在较低温度下(低于1200℃)与H2O/CO2反应，放出H2/CO。Ce0.75Zr0.25O2体系中，H2产量为21ml/g，CO产量为25.5ml/g，高于文献报道值(H2产量为11ml/g，CO产量为7ml/g)；Ce0.85M0.15O2-δ(M＝La，Y，Sm)体系中，H2产量为12-13ml/g，CO产量为13ml/g。本发明中还详细给出了CexM1-xO2-δ(M＝La，Y，Sm，Zr)活性材料分解H2O/CO2与温度之间的关系。本发明提供的活性材料以及产氢方法，可以利用太阳能聚焦产生的高温热量做为能量来源，以H2O/CO2作为反应原料，产生H2/CO，没有其他副产物，清洁无污染，有望成为太阳能制备化学燃料的有效技术。

Claims (8)

1.CeO2基活性材料在两步热化学循环分解H2O和/或CO2中的应用，其特征在于：
所述活性材料为M离子掺入CeO2中形成的纳米固溶体CexM1-xO2-δ，x＝1-0.75，δ＝0-0.1，M＝La3+、Y3+、Sm3+、Zr4+中一种或二种以上。
2.按照权利要求1所述的应用，其特征在于：
当M＝La3+、Y3+、Sm3+中一种或二种以上时，CexM1-xO2-δ固溶体中，x＝0.85至小于1，δ＝0-0.1；
当M＝Zr4+时，CexM1-xO2固溶体中，x＝0.75至小于1。
3.按照权利要求1或2所述的应用，其特征在于：
该反应由以下两步组成：
a：CexM1-xO2-δ在高温Ar气氛中还原脱出氧气，反应温度为1400-1500℃；
b：含有大量氧空位的活性材料与H2O和/或CO2反应生成H2和/或CO，反应温度为700-1200℃。
4.按照权利要求3所述的应用，其特征在于：
反应是在固定床反应器内进行的，
步骤a中：恒温处理40min，Ar气流速为100ml/min。
5.按照权利要求3所述的应用，其特征在于：
步骤b中：
当采用H2O进行反应时，水蒸气储罐的温度为100℃，输送水蒸气的管线恒温在120℃，以Ar气为载气，Ar气流速为400ml/min，水蒸气与Ar气体比为1∶1；
当采用CO2进行反应时，CO2直接通入到反应管内，CO2气体流速为200-600ml/min。
6.按照权利要求4所述的应用，其特征在于：
所述固定床反应器的结构为：包括一刚玉管，刚玉管内设有一上端开口、底部带孔的刚玉坩埚，刚玉坩埚下方设有一支撑刚玉管，刚玉坩埚通过其下方的支撑刚玉管于刚玉管内定位，刚玉坩埚的内部底端孔的上方设有石英棉，于石英棉上刚玉坩埚内装填有活性材料。
7.按照权利要求1或2所述的应用，其特征在于：所述纳米固溶体的粒子尺寸在10-20nm之间。
8.按照权利要求2所述的应用，其特征在于：
所述纳米固溶体按照如下制备方法进行：
a：按所需比例称取5.4822(NH4)2Ce(NO3)6，或5.4822-4.660g(NH4)2Ce(NO3)6、以及0.2165-0.6498g La(NO3)3.6H2O、0.1915-0.5745gY(NO3)3.6H2O、0.1682-0.5046g Sm(NO3)3.6H2O中的一种或二种以上，溶解于75ml去离子水中，室温搅拌30min之后，加入3.1ml(30mmol)二乙烯三胺DETA(H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2)，继续搅拌30min之后，倒入100ml容量的水热釜中，200℃条件下处理24h；冷却后，离心，干燥，600℃条件下焙烧4h；
或，b：按所需比例称取5.4822g (NH4)2Ce(NO3)6，或5.4822g-4.1117g(NH4)2Ce(NO3)6和0.3392g-0.8481g Zr(NO3)4·5H2O，溶解于75ml去离子水中，室温搅拌30min之后，加入2.5224g(20mmol)三聚氰胺，继续搅拌2h之后，倒入100ml容量的水热釜中，200℃条件下处理24h；冷却后，离心，干燥，600℃条件下焙烧4h。
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104418300A (zh) * 2013-09-04 2015-03-18 中国科学院大连化学物理研究所 含微量贵金属的氧化铈固溶体光热分解h2o和/或co2的方法
CN104418298A (zh) * 2013-09-02 2015-03-18 中国科学院大连化学物理研究所 含微量贵金属的钙钛矿类活性材料光热分解h2o和/或co2的方法
CN104418299A (zh) * 2013-09-02 2015-03-18 中国科学院大连化学物理研究所 不同载体分散的钙钛矿进行太阳能热分解h2o 和/ 或co2 的方法
CN104724673A (zh) * 2015-02-15 2015-06-24 中国科学院工程热物理研究所 一种提高太阳能热化学燃料制取速度和效率的系统及方法
CN108404587A (zh) * 2018-02-13 2018-08-17 南京师范大学 一种耦合新能源利用二氧化碳的系统和方法
CN109317130A (zh) * 2018-09-29 2019-02-12 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种用于热化学循环分解co2和/或h2o的催化剂及制法和应用
CN111215085A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 中国科学院大连化学物理研究所 两步法太阳能热化学储能非贵金属催化剂及制备和应用

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080089834A1 (en) * 2004-09-07 2008-04-17 Tatsuya Kodama Reactive Working Material for Use in Hydrogen Production by Decompostion of Water

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080089834A1 (en) * 2004-09-07 2008-04-17 Tatsuya Kodama Reactive Working Material for Use in Hydrogen Production by Decompostion of Water

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
CHUEH W C ET AL: "Ceria as a thermochemical reaction medium for selectively generating syngas or methane from H2O and CO2", 《CHEMSUSCHEM》 *
LE GAL A ET AL: "Catalytic investigation of ceria-zirconia solid solutions for solar hydrogen production", 《INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY》 *
SINGH P ET AL: "Controlled synthesis of nanocrystalline CeO2 and Ce 1− xMx O 2− δ（M= Zr, Y, Ti, Pr and Fe） solid solutions by the hydrothermal method: Structure and oxygen storage capacity", 《JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY》 *
SINGH P ET AL: "Controlled synthesis of nanocrystalline CeO2 and Ce 1− xMx O 2− δ（M= Zr, Y, Ti, Pr and Fe） solid solutions by the hydrothermal method: Structure and oxygen storage capacity", 《JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY》, vol. 181, no. 12, 22 August 2008 (2008-08-22), pages 3248 - 3256 *

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104418298A (zh) * 2013-09-02 2015-03-18 中国科学院大连化学物理研究所 含微量贵金属的钙钛矿类活性材料光热分解h2o和/或co2的方法
CN104418299A (zh) * 2013-09-02 2015-03-18 中国科学院大连化学物理研究所 不同载体分散的钙钛矿进行太阳能热分解h2o 和/ 或co2 的方法
CN104418299B (zh) * 2013-09-02 2017-02-15 中国科学院大连化学物理研究所 不同载体分散的钙钛矿进行太阳能热分解h2o和/或co2的方法
CN104418300A (zh) * 2013-09-04 2015-03-18 中国科学院大连化学物理研究所 含微量贵金属的氧化铈固溶体光热分解h2o和/或co2的方法
CN104724673A (zh) * 2015-02-15 2015-06-24 中国科学院工程热物理研究所 一种提高太阳能热化学燃料制取速度和效率的系统及方法
CN104724673B (zh) * 2015-02-15 2017-03-22 中国科学院工程热物理研究所 一种提高太阳能热化学燃料制取速度和效率的系统及方法
CN108404587A (zh) * 2018-02-13 2018-08-17 南京师范大学 一种耦合新能源利用二氧化碳的系统和方法
CN109317130A (zh) * 2018-09-29 2019-02-12 中国科学院山西煤炭化学研究所 一种用于热化学循环分解co2和/或h2o的催化剂及制法和应用
CN111215085A (zh) * 2018-11-23 2020-06-02 中国科学院大连化学物理研究所 两步法太阳能热化学储能非贵金属催化剂及制备和应用
CN111215085B (zh) * 2018-11-23 2023-02-03 中国科学院大连化学物理研究所 两步法太阳能热化学储能非贵金属催化剂及制备和应用

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