第二届中国化学链会议

太阳能高温热化学二氧化碳循环已经成为太阳能燃料生产的一种有前途的策略。然而，传统的氧化还原材料仍然存在CO产量低、循环稳定性差、操作温度高、温度波动大等问题，导致太阳能转化为燃料的效率较低。在此，提出了Ce和Al掺杂SrMnO3钙钛矿用于中等温度波动(1350/1100 oC)下的高性能太阳热化学CO2裂解。sr0.6 ce0.4 mn0.8 al0.3 2o3的CO产率为799.34 μmol g-1，是传统CeO2材料的6.67倍。与未掺杂SrMnO3相比，SCMA20的CO峰值产量提高了142%，证明了SCMA20的快速CO2分裂动力学。本研究提出的sr0.6 ce0.4 mn0.8 al0.3 2o3也表现出优异的稳定性，在多次循环中没有明显的失活或降解。DFT计算表明，与SrMnO3相比，CO产率较高的原因是氧空位形成(3.65 eV)和迁移能(2.14 eV)较低，以及一级反应(F1)向二级反应(F2)的转变。该工作为高效的太阳能热化学裂解CO2提供了新的途径，具有CO产量高、反应动力学快、循环稳定性好、温度波动适中、太阳能吸收率高等特点。

太阳能，热化学，反应器优化，能量转换效率