Отправить статью по E-mail 
Дегидрирование метана и устойчивость к закоксовыванию поверхности Ni(111) анодов твердооксидных топливных элементов с различной степенью легирования Cu в соответствии с согласованной структурой DFT
- Авторы: Ding X.1,2, Jie Yu J.1,2, Chen F.Y.1,2, Hu S.Q.1,2, Yang W.T.1,2, Qiao C.1,2, Chen X.M.1,2, Hui Ma W.1,2,3
-
Учреждения:
- Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology
- The Key Laboratory of Vacuum Metallurgy of Non-Ferrous Metals of Yunnan Province
- School of Science and Technology, Pu’er University
- Выпуск: Том 64, № 4 (2023)
- Страницы: 394-395
- Раздел: СТАТЬИ
- URL: https://journal-vniispk.ru/0453-8811/article/view/137017
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0453881123040159
- EDN: https://elibrary.ru/RSLVSO
- ID: 137017
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Только для подписчиков
Аннотация
Отложение углерода на анодах на основе никеля является ключевой проблемой для твердооксидных топливных элементов (ТОТЭ), использующих углеводородное топливо. Одним из решений является легирование другими элементами. В настоящей работе методом DFT были проведены систематические исследования процессов последовательного дегидрирования CH4, образования и удаления углерода с поверхности Ni(111), легированной различным количеством Cu. Легирующие концентрации Cu на поверхности Ni были 0, 1/9, 4/9, 5/9, 8/9 и 1 мл Ni(111), то есть Ni(111), NiCu1, NiCu4, NiCu5, NiCu8 и Cu9. Энергии адсорбции и центры адсорбции важных веществ были определены расчетным путем. Кроме того, в работе обсуждаются кинетика и термодинамика основных реакций и возможные пути удаления углерода. Предыдущие исследования показали, что введение меди ослабляет взаимодействие между поверхностью на основе никеля и адсорбатом, тем самым повышая активность различных частиц на поверхности катализаторов на основе никеля. Во-вторых, крекинг метана на поверхности на основе никеля происходит путем CH4 → CH3 → CH2 → CH, а пути на остальных пяти поверхностях такие же. Обнаружено, что добавление Cu может ослаблять адсорбцию C, ингибировать активность дегидрирования CH4 и способствовать связыванию C с промежуточной средой на поверхности на основе Ni, тем самым улучшая сопротивляемость к отложению углерода. Наконец, на основе расчетов DFT подробно обсуждаются несколько потенциальных путей удаления углерода, и сделан вывод, что проблема удаления углерода на анодах ТОТЭ должна быть сосредоточена на окислении CH, предотвращая прямой крекинг.
Ключевые слова
Об авторах
Xin Ding
Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology; The Key Laboratory of Vacuum Metallurgy of Non-Ferrous Metals of Yunnan Province
Email: kgyujie@kust.edu.cn
China, 650093, Yunnan Kunming; China, 650093, Yunnan Kunming
Jie Jie Yu
Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology; The Key Laboratory of Vacuum Metallurgy of Non-Ferrous Metals of Yunnan Province
Автор, ответственный за переписку.
Email: kgyujie@kust.edu.cn
China, 650093, Yunnan Kunming; China, 650093, Yunnan Kunming
Feng Yu Chen
Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology; The Key Laboratory of Vacuum Metallurgy of Non-Ferrous Metals of Yunnan Province
Email: kgyujie@kust.edu.cn
China, 650093, Yunnan Kunming; China, 650093, Yunnan Kunming
Shu Qiu Hu
Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology; The Key Laboratory of Vacuum Metallurgy of Non-Ferrous Metals of Yunnan Province
Email: kgyujie@kust.edu.cn
China, 650093, Yunnan Kunming; China, 650093, Yunnan Kunming
Wei Tian Yang
Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology; The Key Laboratory of Vacuum Metallurgy of Non-Ferrous Metals of Yunnan Province
Email: kgyujie@kust.edu.cn
China, 650093, Yunnan Kunming; China, 650093, Yunnan Kunming
Cui Qiao
Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology; The Key Laboratory of Vacuum Metallurgy of Non-Ferrous Metals of Yunnan Province
Email: kgyujie@kust.edu.cn
China, 650093, Yunnan Kunming; China, 650093, Yunnan Kunming
Xiu Min Chen
Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology; The Key Laboratory of Vacuum Metallurgy of Non-Ferrous Metals of Yunnan Province
Email: kgyujie@kust.edu.cn
China, 650093, Yunnan Kunming; China, 650093, Yunnan Kunming
Wen Hui Ma
Faculty of Metallurgical and Energy Engineering, Kunming University of Science and Technology; The Key Laboratory of Vacuum Metallurgy of Non-Ferrous Metals of Yunnan Province; School of Science and Technology, Pu’er University
Email: kgyujie@kust.edu.cn
China, 650093, Yunnan Kunming; China, 650093, Yunnan Kunming; China, 665000, Yunan Puer
Дополнительные файлы
