中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所開發(fā)熱電耦合催化CH4/CO2制烯烴技術(shù)

中國科學(xué)院福建物質(zhì)結(jié)構(gòu)研究所開發(fā)出一種熱電耦合催化CH4/CO2制烯烴技術(shù)。該技術(shù)將CO2作為氧源在陰極活化還原為CO，氧離子則通過電解質(zhì)傳輸至陽極以界面活性氧的形式對CH4活化并耦合氣相偶聯(lián)，實現(xiàn)CH4向烯烴的轉(zhuǎn)化。外場環(huán)境和界面催化的協(xié)同調(diào)變避免了CH4及其產(chǎn)物過度氧化。這一過程不僅實現(xiàn)了CH4向低碳烯烴的轉(zhuǎn)化，也實現(xiàn)了CO2的還原與高價值利用，是“一舉兩得”的極具潛力的新途徑。

研究人員通過對Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ(SFMO)摻雜并在表面鉚合生長納米鐵構(gòu)筑金屬-氧化物界面體系，以增強對CH4的活化和納米金屬穩(wěn)定性以及抗積炭性能。通過協(xié)同調(diào)控金屬-氧化物界面長度和外電場，實現(xiàn)陶瓷電極對CH4氧化性能的調(diào)變。在常壓下C2產(chǎn)物濃度可達16.7%，CH4轉(zhuǎn)化率為41%，且運行100 h后無衰減。