9月11日消息,据AZoM报道,一项新发表的综述研究显示,稀土元素(REE)可在热化学、电化学、光催化、膜法与生物质转化等多条制氢技术路线中发挥关键作用,为清洁氢气生产提供材料层面的系统性改进方案。
该综述聚焦铈基(ceria)热化学分解水材料、稀土改性重整催化剂、电解电极、光电化学体系、储氢材料、生物质气化催化剂以及稀土回收策略。研究指出,目前全球绝大多数氢气仍通过化石燃料工艺生产,此类技术虽然成熟且具经济性,但依赖不可再生原料并排放大量温室气体,这为清洁制氢路线的替代提供了现实空间。
17种稀土元素具备独特的磁、光、电与催化特性。多种含稀土材料具有氧储存能力、氧迁移率与可逆氧化还原行为,可调控电子结构、表面酸碱性、缺陷浓度、金属分散度与抗催化剂失活等性能。综述考察了蒸汽重整、电解水、光电化学制氢、热化学分解水、膜技术、储氢与生物质气化中广泛使用的含稀土混合氧化物、钙钛矿与负载型催化剂——例如LaNiO3钙钛矿用于甲烷重整,含铈锆的铁基复合材料在氨分解中表现出较强活性。
作者系统比较了浸渍、共沉淀、溶胶-凝胶与水热合成等制备策略及其对催化剂组成、表面性质与产氢性能的影响,并强调不同稀土元素分工明确:铈负责氧储存、氧释放与氧化还原催化,镧主要充当催化剂促进剂与掺杂剂,同时也可用于储氢材料。研究表明稀土元素不只是简单的催化剂添加剂,而是能主动调控催化反应物理化学性质的活性组分,稀土选型应与反应机理及操作条件相匹配。
(来源:AZoM)