Enhancement effects of dopants and SiO2 support on mixed metal ferrites based two-step thermochemical water splitting

掺杂剂 烧结 材料科学 氧化还原 氧气 反应性(心理学) 兴奋剂 金属 钙钛矿(结构) 氧化物 分解水 化学工程 无机化学 催化作用 冶金 化学 有机化学 替代医学 病理 工程类 医学 光催化 生物化学 光电子学
作者
Zhenpan Chen,Yu‐Shi He,Jinhui Tong,Min Yang,Zongxuan Jiang,Can Li
出处
期刊:Solar Energy [Elsevier BV]
卷期号:144: 643-659 被引量:25
标识
DOI:10.1016/j.solener.2017.01.049
摘要

Ferrites have emerged as potential materials in thermochemical fuel production due to its appreciated thermodynamic driving force of H2O/CO2 splitting and inexpensive. Herein, to enhance the utility of iron element and fuel release rate/production, dopants (such as Co, Mn, Sr, and Ce) and SiO2 support are used to improve the reactivity of LaFeO3/SiO2 derived two-step thermochemical water splitting (TCWS). It was found that the pure LaFeO3 perovskite shown negligible TCWS reactivity; cobalt doped into the structure of LaFeO3 could result in enhanced but limited utility of oxygen vacancy. Compared with unsupported LaFeO3, the actual redox phases of SiO2 supported samples are doped iron silicon oxides, (M,Fe)3-xSixO4 (M = dopants); the normalized molar iron based O2 production (mL per mmol of Fe) is increased by 5-fold for LaFeO3 (25 wt%)/SiO2 and is further increased by 10 times for LaFe0.8Co0.2O3 (25 wt%)/SiO2. It suggests that SiO2 support is helpful to disperse iron silicon oxides and alleviate sintering at high temperatures. XPS results reveal that the LaFeO3/SiO2 derived TCWS is driven by a repeated Fe2+/Fe3+ redox cycle and the utility of iron element is enhanced via the addition of cobalt dopant and SiO2 support. The cycle performance of LaFe0.8Co0.2O3 (25 wt%)/SiO2 demonstrated that ∼2.8 mL O2 g−1material and ∼4.2 mL H2 g−1material were stably released when the TCWS was operated between 1350 °C and 1100 °C. The total mass based O2 and H2 productions of LaFe0.8Co0.2O3 (50 wt%)/SiO2 can be further increased to ~4.5 and ~7.8 mL g−1material, respectively.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xiubo128完成签到,获得积分10
刚刚
昏睡土豆泥完成签到,获得积分10
刚刚
Xu完成签到 ,获得积分10
刚刚
伊伊完成签到,获得积分10
刚刚
bear完成签到,获得积分10
1秒前
星辰大海应助菜鸟采纳,获得10
1秒前
冷静的向松完成签到,获得积分10
1秒前
守门人完成签到,获得积分10
2秒前
YXHTCM完成签到,获得积分10
2秒前
江小鱼在查文献完成签到,获得积分10
2秒前
魔幻灵煌完成签到,获得积分10
2秒前
3秒前
嘎嘎嘎完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
呆一起完成签到 ,获得积分10
4秒前
Harden完成签到,获得积分10
5秒前
烟花弥漫完成签到 ,获得积分10
5秒前
明亮的念梦完成签到 ,获得积分10
5秒前
ldx完成签到,获得积分10
5秒前
Odyssey_Cheung完成签到,获得积分10
6秒前
coulson完成签到,获得积分20
6秒前
6秒前
海里的鱼额完成签到 ,获得积分10
6秒前
aaaa应助sadascaqwqw采纳,获得10
7秒前
残酷月光完成签到,获得积分10
8秒前
li完成签到,获得积分10
8秒前
Cenhuan完成签到,获得积分10
8秒前
yjh123应助龙马采纳,获得10
8秒前
8秒前
jade完成签到,获得积分10
9秒前
细心大碗完成签到,获得积分10
9秒前
@@com完成签到,获得积分10
9秒前
9秒前
rl完成签到,获得积分10
9秒前
赵银志完成签到 ,获得积分10
9秒前
空龙完成签到,获得积分10
10秒前
79完成签到,获得积分10
10秒前
LILIYI发布了新的文献求助10
10秒前
月亮完成签到,获得积分10
11秒前
苏苏完成签到,获得积分10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
晚清天文学译著《谈天》版本考 720
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
Calibre SVRF (Standard Verification Rule Format) Manual 2021 500
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7087567
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8745312
关于积分的说明 18496465
捐赠科研通 6635267
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3134726
关于科研通互助平台的介绍 2240076
邀请新用户注册赠送积分活动 2109356