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Conversion of CO2 by non-Thermal Inductively-Coupled Plasma Catalysis

Chinese Journal of Chemical Physics 2020年第2期33卷 243-251,I0003,I0041-I0045页

作者： edwin devid Maria Ronda-Lloret Qiang Huang Gadi Rothenberg N.Raveendran Shiju Aart Kleyn Center of Interface Dynamics for Sustainability Institute of MaterialsChina Academy of Engineering PhysicsChengdu 610200China Van't Ho Institute for Molecular Sciences Faculty of ScienceUniversity of AmsterdamP.O.Box 941571090 GD AmsterdamThe Netherlands School of Optoelectronic Engineering Chongqing University of Posts and TelecommunicationsChongqing 400065China

CO2 decomposition is a very strongly endothermic reaction where very high temperatures are required to thermally dissociate *** frequency inductively-coupled plasma enables to selectively activate and dissociate CO2 at room *** the flow rate and the frequency of the radio frequency inductively-coupled plasma gives high yields of CO under mild *** the discovery of a plasma catalytic effect has been demonstrated for CO2 dissociation that shows a significant increase of the CO yield by metallic *** metallic meshes become catalysts under exposure to plasma to activate the recombination reaction of atomic O to yield O2,thereby reducing the reaction to convert CO back to ***-coupled hybrid plasma catalysis allows access to study and to utilize high CO2 conversion in a non-thermal plasma *** advance offers opportunities to investigate the possibility to use radio frequency inductively-coupled plasma to store superfluous renewable electricity into high-valuable CO in time where the price of renewable electricity is plunging.

关键词： CO2 Radio frequency inductively-coupled plasma Plasma reactor Conversion Metal mesh Quadrupole mass spectrometry X-ray photo-electron spectroscopy X-Ray diffraction Scanning electron microscopy

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Boudouard reaction driven by thermal plasma for efficient CO2 conversion and energy storage

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Journal of Energy Chemistry 2020年第6期29卷 128-134,I0006页

作者： Zhikai Li Tao Yang Shaojun Yuan Yongxiang Yin edwin J.devid Qiang Huang Daniel Auerbach Aart W.Kleyn School of Chemical Engineering Sichuan UniversityChengdu 610065SichuanChina Center of Interface Dynamics for Sustainability Institute of MaterialsChina Academy of Engineering PhysicsChengdu 610200SichuanChina School of Biological and Chemical Engineering Panzhihua UniversityPanzhihua 617000SichuanChina School of Optoelectronic Engineering Chongqing University of Posts and TelecommunicationsChongqing 400065China

Conversion of CO2 into CO using plasma processing powered by renewable energy is a promising method to convert intermittent sustainable electricity into storable chemical *** extensive research efforts worldwide,there is currently no process that achieves economically viable values for both CO2 conversion fraction and energy recovery efficiency *** we demonstrate that a process that utilizes the Boudouard reaction,CO^2++C→2 CO,driven by a thermal plasma allows both 95%CO2 conversion to CO and energy recovery efficiency of 70%,values far higher than seen so *** comparing the conversion process with and without CO2 excitation by a plasma and by using optical emission spectroscopy we show that the improved performance is due to a novel mode of operation where CO2 is pyrolyzed into an active mixture of CO,O and O2 by an arc discharge which is then introduced into a fixed bed to interact with carbon *** this way,the free oxygen in the mixture combusts with carbon to form CO,and residual plasma excited CO2 is reduced by *** the overall process,the endothermic Boudouard reaction is partially replaced by an exothermic reaction,and the excess electric energy to produce CO2 plasma is reused in the carbon bed.

关键词： Boudouard reaction Thermal plasma CO2 conversion Energy recovery efficiency

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感应耦合非热等离子体催化转化二氧化碳（英文）

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Chinese Journal of Chemical Physics 2020年第2期 243-256页

作者： edwin devid Maria Ronda-Lloret Qiang Huang Gadi Rothenberg N.Raveendran Shiju Aart Kleyn 中国工程物理研究院材料研究所可持续界面动力学研究中心荷兰阿姆斯特丹大学范特霍夫分子科学研究所重庆邮电大学光电工程学院

射频感应耦合等离子体能够在审温条件下选择活化并分解二氧化碳,本文通过调控等离子体放电条件(气体流量、放电频率等)获得了较高的一氧化碳产率.研究发现网状金属催化剂在二氧化碳等离子体中能促进氧原子的复合反应,从而有效抑制其与... 详细信息

射频感应耦合等离子体能够在审温条件下选择活化并分解二氧化碳,本文通过调控等离子体放电条件(气体流量、放电频率等)获得了较高的一氧化碳产率.研究发现网状金属催化剂在二氧化碳等离子体中能促进氧原子的复合反应,从而有效抑制其与目标产物一氧化碳的逆反应,提升反应整体效率.本文为实时转化过剩的可再生电能(来自太阳能、风能、潮汐能等)为高附加值一氧化碳中的化学能提供了一个可行的方案.

关键词：射频感应耦合等离子体等离子体反应器转换金属网四极质谱 X射线光电子能谱 X射线衍射扫描电子显微镜

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