Synergistic effect between electric field and Ce-doped catalysts to promote hydrogen production from ammonia decomposition

催化作用 电场 制氢 分解 氨生产 燃烧 兴奋剂 无机化学 化学 材料科学 解吸 物理化学 有机化学 光电子学 吸附 量子力学 物理
作者
X. Wang,Zijian Zhang,Guangzhao Zhou,Yiran Zhang,Xuteng Zhao,Dong Han,Ting Chen,Zhen Huang,He Lin
出处
期刊:Fuel [Elsevier]
卷期号:351: 128796-128796 被引量:10
标识
DOI:10.1016/j.fuel.2023.128796
摘要

It is a good strategy to improve the combustion performance of ammonia in engines by onboard hydrogen mixing through ammonia decomposition. To utilize the exhaust heat from engines, a novel technology to decompose ammonia at low temperature (<350 °C) was studied, which is based on the synergistic effect between electric field and Ce-doped catalysts. A series of non-noble metals (Fe/Co/Ni) supported on Ce-doped ZrO2 semiconductor (CexZr1-xO2) were synthesized by solution combustion method to investigate the electric field-assisted catalytic activity. We achieved an ammonia conversion of 60% at 300 °C for Ni/Ce0.25Zr0.75O2 catalyst and the maximum energy efficiency is close to 20% for Fe/Ce0.25Zr0.75O2 catalyst with electric field. The synergistic effects of basicity enhancement and proton hopping between the electric field and Ce-doped catalysts were found by a series of characterizations. Electric field facilitated the generation of strong basic sites, which was beneficial to the recombinative desorption of nitrogen. And the proton hopping helped to reduce hydrogen poisoning.
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