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Enhanced electrocatalytic CO_(2)reduction to formic acid using nanocomposites of In_(2)O_(3)@C with graphene

Nano Research 2024年第6期17卷 5031-5039页

作者： Wenxiang Li Shuo Gao chuanruo yang Juntao yang Amjad Nisar Guolei Xiang Junsu Jin Beijing Key Laboratory of Membrane Science and Technology Beijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China Nanomaterials Research Group PDPINSTECHIslamabad 44000Pakistan Institute of Industrial Chemistry College of ChemistryBeijing University of Chemical TechnologyBeijing 100029China

In_(2)O_(3)is an effective electrocatalyst to convert CO_(2)to formic acid(HCOOH),but its inherent poor electrical conductivity limits the efficient charge transfer during the ***,the tendency of In_(2)O_(3)particles to agglomerate during synthesis further limits the exposure of active *** we address these issues by leveraging the template effect of graphene oxide and employing InBDC as a self-sacrificing template for the pyrolysis synthesis of In_(2)O_(3)@*** resulting In_(2)O_(3)@C/rGO-600 material features In_(2)O_(3)@C nanocubes uniformly anchored on a support of reduced graphene oxide(rGO),significantly enhancing the active sites *** conductive rGO network facilitates charge transfer during electrocatalysis,and the presence of oxygen vacancies generated during pyrolysis,combined with the strong electron-donating ability of rGO,enhances the adsorption and activation of CO_(2).In performance evaluation,In_(2)O_(3)@C/rGO-600 exhibits a remarkable HCOOH Faradaic efficiency exceeding 94.0%over a broad potential window of−0.7 to−1.0 V(*** hydrogen electrode(RHE)),with the highest value of 97.9%at−0.9 V(***)in a ***,the material demonstrates an excellent cathodic energy efficiency of 71.6%at−0.7 V(***).The study underscores the efficacy of uniformly anchoring metal oxide nanoparticles onto rGO for enhancing the electrocatalytic CO_(2)reduction performance of materials.

关键词： In_(2)O_(3)@C nanocomposite electrochemical CO_(2)reduction reduced graphene oxide oxygen vacancy

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直接空气二氧化碳捕集技术工业化进展

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化工进展 2024年第6期43卷 2928-2939页

作者：周爱国郑家乐杨川箬杨小艺赵俊德李兴春石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京102206 中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102206 中石油煤层气有限责任公司北京102208

直接空气捕集(DAC)是一种能够从大气中捕集二氧化碳的技术。本文介绍了DAC技术的发展历程、技术优缺点和发展前景,根据预测,到2050年,全球每年需要从大气中捕集超过9.8亿吨二氧化碳。综述了DAC技术的政策支持与资金投入现状,美国、加拿... 详细信息

直接空气捕集(DAC)是一种能够从大气中捕集二氧化碳的技术。本文介绍了DAC技术的发展历程、技术优缺点和发展前景,根据预测,到2050年,全球每年需要从大气中捕集超过9.8亿吨二氧化碳。综述了DAC技术的政策支持与资金投入现状,美国、加拿大、欧盟和英国等在内的国家和地区已经成为DAC技术研究、开发、示范和部署方面的先行者。分析了主流的DAC技术路线及其在工业化进程中的进展,目前最大的DAC工厂捕集量为4000t/a,并且正在规划建设百万吨级的商业化项目。指出了DAC技术需要关注的研究方向,未来应将重点放在技术的大规模部署、碳市场机制的建立和国际合作的加强上。需要进一步研究和发展DAC设备和系统,以降低成本、提高效率,并开发碳定价、碳交易和碳抵消等机制为DAC项目提供经济激励,促进投资和市场参与,同时加强国际合作,从而推动该技术的快速发展。

关键词：环境二氧化碳直接空气捕集发展历程政策支持碳市场

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溶剂法碳捕集节能工艺研究进展

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化学工程 2024年第2期52卷 7-11,22页

作者：叶舣李璐蕊穆亚鑫杨川箬赵兴雷中国石油集团安全环保技术研究院有限公司北京102206 北京化工大学化学工程学院北京100029 中国石油大学(北京)化学工程与环境学院北京102211

用于集中式低浓度碳排放源的大规模CO_(2)捕集技术是实现“碳中和”的关键技术。溶剂吸收法作为现有技术中成熟度最高的低浓度碳捕集技术,依然存在着捕集成本和能耗偏高的问题。为解决现有碳捕集能耗过高的核心痛点,大量新型低能耗吸收... 详细信息

用于集中式低浓度碳排放源的大规模CO_(2)捕集技术是实现“碳中和”的关键技术。溶剂吸收法作为现有技术中成熟度最高的低浓度碳捕集技术,依然存在着捕集成本和能耗偏高的问题。为解决现有碳捕集能耗过高的核心痛点,大量新型低能耗吸收剂被开发。但是新型节能工艺作为捕集能耗另一大影响因素,相关介绍则相对较少。调研现有大规模示范项目报道,聚焦于新型节能工艺在已有碳捕集示范项目中的应用情况和实际效果。将现有节能技术进行分类:吸收过程强化技术、热量回收技术、再生过程强化技术。针对不同节能类型,分析现有节能工艺的优势与劣势。在此基础上,对未来节能工艺的发展进行展望,为今后捕集设备节能工艺的选择提供综合性参考。

关键词：碳捕集技术溶液吸收法节能工艺吸收过程强化技术热回收技术再生过程强化技术工程应用

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负载固体胺的多孔聚酯对CO_(2)的吸附

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中国电机工程学报 2021年第18期41卷 6292-6301页

作者：段成杨川箬金君素陈健密建国有机无机复合材料国家重点实验室(北京化工大学) 北京市朝阳区100029 化学工程联合国家重点实验室(清华大学) 北京市海淀区100084

四乙烯五胺(tetraethylenepentamine,TEPA)与乙二醇二缩水甘油醚(glycol diglycidyl ether, GDE)同时载入多孔聚酯中,并加热使TEPA与GDE反应,从而制备出负载有固体胺的多孔吸附剂。通过元素分析和红外光谱能够确定多孔聚酯中负载了大量... 详细信息

四乙烯五胺(tetraethylenepentamine,TEPA)与乙二醇二缩水甘油醚(glycol diglycidyl ether, GDE)同时载入多孔聚酯中,并加热使TEPA与GDE反应,从而制备出负载有固体胺的多孔吸附剂。通过元素分析和红外光谱能够确定多孔聚酯中负载了大量的TEPA,并且TEPA与GDE在多孔聚酯中成功反应。通过扫描电子显微镜和氮气吸附等温线可以确定负载有机胺后多孔聚酯的中的通孔结构得以保留,而孔体积以及比表面积明显减少。作为CO_(2)吸附材料,研究发现负载固体胺的多孔吸附材料吸附CO_(2)是动力学控制过程;当材料负载的TEPA与GDE摩尔比为1.8(25)1时,吸附量可达40.1mg/g(10k Pa,80℃),而TEPA与GDE摩尔比为1.5(25)1时材料具有优异的循环稳定性能,100次吸脱附循环后仍能保留首次循环97%的吸附量。

关键词：聚酯四乙烯五胺乙二醇二缩水甘油醚多孔材料 CO_(2)吸附材料

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氨能应用现状与前景展望

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中国工程科学 2023年第2期25卷 111-121页

作者：雍瑞生杨川箬薛明聂凡赵兴雷中国石油集团安全环保技术研究院有限责任公司北京102206 石油石化污染物控制与处理国家重点实验室北京102206

氨能具有对化石能源的替代潜力且与可再生能源关系密切,推广应用氨能对我国能源未来发展具有重要价值。本文从氨的储能属性、燃料属性以及产业基础条件的角度分析了发展氨能的战略意义,从氨内燃机、氨燃气轮机、燃氨锅炉、氨-氢燃料电池... 详细信息

氨能具有对化石能源的替代潜力且与可再生能源关系密切,推广应用氨能对我国能源未来发展具有重要价值。本文从氨的储能属性、燃料属性以及产业基础条件的角度分析了发展氨能的战略意义,从氨内燃机、氨燃气轮机、燃氨锅炉、氨-氢燃料电池4个方面梳理了氨能应用现状,总结了合成氨产业现状、氨能产业发展趋势、氨能产业国内外发展规划等产业建设及研究进展。展望我国氨能产业发展,可分阶段稳步推进:加强新型绿氨合成技术攻关,完善法律法规和碳市场机制,实施绿氨示范项目;形成具有自主知识产权的氨能技术体系,构建低成本氨能供应链、高效率氨能利用链,开展规模化应用推广;按照“绿色制氨-经济运氨-零碳用氨”的绿色循环经济路线,重塑氨能产业结构,支持“双碳”战略目标。

关键词：零碳燃料氨能储能燃烧

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