中科(kē)院青島能(néng)源所11月(yuè)7日(rì)訊：與可(kě)再生(shēng)能(néng)源電(diàn)解水(shuǐ)制(zhì)氫技(jì)術(sh&ù)相(xiàng)比，通(tōng)過提純工(gōng)業(yè)副産氫獲取燃料氫氣是(shì)現(♥xiàn)階段更廉價的(de)制(zhì)氫方式。由金(jīn)屬氧化(huà)物(wù)構成的(de)氧離(lí•)子(zǐ)傳導膜具有(yǒu)對(duì)氧100%的(de)選擇性，将高(gāo)溫水(shuǐ)分(fēn)解反應和(hé)工(gōng)業(yè)副産氫燃燒↔反應耦合在緻密氧離(lí)子(zǐ)傳導膜的(de)兩側，可(kě)實現(xiàn)低(dī)純氫氣燃∞燒反應驅動膜另一(yī)側水(shuǐ)分(fēn)解，直接獲得(de)不(bù)含CO的(de)氫氣，用(yòng)于氫燃料電(diàn)池。但(dàn)是(sh®ì)氧離(lí)子(zǐ)傳導膜通(tōng)常暴露在含H2、CO2、H2S、H2O、CH4等苛刻氣氛中，常見(ji€àn)含钴或鐵(tiě)膜材料面臨抗還(hái)原腐蝕性能(néng)差的(de)問(wèn)題。因此，開(kāi)發适用(yòng)于副産氫提純的(de)氧離(lí)子(zǐ)傳導膜 ，為(wèi)分(fēn)布式氫能(néng)的(de)發展提供技(jì)術(shù)支撐，是(shì)目前亟需解決的(de)關鍵問(w♦èn)題。

在前期氧離(lí)子(zǐ)傳導膜材料開(kāi)發基礎上(shàng)（Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 5204-5208; Chem. Mater. 2019★, 31, 7487-7492; AIChE J. 2019, 65, e16740），近(jìn)日(∏rì)，青島能(néng)源所江河(hé)清研究員(yuán)帶領的(de)膜分(fēn)離(lí)與催化(huà)研究組提出了(le)一(yī)種界面反應—自(zì)組裝技(₩jì)術(shù)在陶瓷氧化(huà)物(wù)膜表面構築一(yī)層超薄氧離(lí)子(zǐ)傳導緻密膜，形成多(duō)≥層結構陶瓷膜，用(yòng)于穩定高(gāo)效地(dì)提純工(gōng)業(yè)副産氫，制(zhì)取不(bù)含CO的(de)氫氣$。與傳統制(zhì)膜工(gōng)藝對(duì)比，利用(yòng)該技(jì)術(shù)原位構築的(de)氧離(lí)子(zǐ)傳導膜非常薄(~1 μm±)、緻密并且牢固地(dì)粘附在支撐層上(shàng)，從(cóng)而既可(kě)以顯著降低(dī)氧離(lí)子(zǐ)傳輸阻Ω力，又(yòu)能(néng)夠避免薄膜分(fēn)層或剝離(lí)，保持多(duō)層結構陶瓷膜的(d✔e)完整性。另外(wài)，該過程隻需一(yī)步熱(rè)處理(lǐ)，有(yǒu)望降低(dī)多♥(duō)層結構陶瓷膜的(de)制(zhì)備成本。該方法還(hái)可(kě)以成功适用(yòng)于十餘種不(bù)同的(d≥e)陶瓷體(tǐ)系，具有(yǒu)較好(hǎo)的(de)普适性，其中氧離(lí)子(zǐ)傳導薄膜包含Ce0.9Gd0.1O2-&deltαa;、Y0.08Zr0.92O2-δ、Ce0.9Pr0.1O2-δ、Ce0.9Sm0.1O2-δ等。将開(kāi )發的(de)具有(yǒu)超薄氧離(lí)子(zǐ)傳導膜的(de)多(duō)層結構陶瓷膜作(zuò)為(wèi)膜反應器(qì)進行(xíng)工(gōng)業(yè)副産氫提純，在H2ε、CH4、CO2、H2S、H2O氣氛下(xià)連續穩定運行(xíng)超過1000個(gè)小(xiǎo)時(shí)，展現"(xiàn)出優異的(de)穩定性和(hé)制(zhì)氫性能(néng)。

該工(gōng)作(zuò)開(kāi)發出的(de)高(gāo)性能(néng)氧離(lí)子(zǐ∑)傳導膜有(yǒu)望為(wèi)工(gōng)業(yè)副産氫提純、固體(tǐ)氧化(huà)物(wù)燃料電(diàn)池/電(diàn)解池和(hé)氧傳感器(qì)等提供技(jì)術 (shù)支撐，同時(shí)為(wèi)制(zhì)備其它具有(yǒu)功能(néng)薄層的(de)高(gāo)性能(néng)多(duō)層結構陶瓷提γ供了(le)一(yī)種新策略。相(xiàng)關成果發表在近(jìn)期的(de)Angew Chem Int Ed《德國(guó)應用(yòng)化(huà)學》上(shγàng)，已申請(qǐng)中國(guó)發明(míng)專利ZL202210044306.1（已授權）和(hé)國(guó)際專利PCT/§CN2022/091517。

論文(wén)第一(yī)作(zuò)者為(wèi)青島能(néng)源所的(de)賀廣虎副研究員(yuán)，通(tōng)訊作(zuò)者為(wèi)江河(hé)清研究員(yuán)↓。該工(gōng)作(zuò)得(de)到(dào)了(le)國(guó)家(jiā)重點研發計(jì)劃、國(guó)家(¥jiā)自(zì)然科(kē)學基金(jīn)、中國(guó)科(kē)學院國(guó)際合作(zuò)局對(duì)外(wài)合作(z®uò)重點項目、中國(guó)科(kē)學院青年(nián)創新促進會(huì)等項目的(de)支持。(文(wén)/圖 賀廣虎)

界面反應—自(zì)組裝技(jì)術(shù)制(zhì)備多(duō)層結構氧離(lí)子(zǐ)傳導膜