镍（II）硝酸六水合物（NI（NO3）2·6H2O，99.9％ ，ABCR） ，锰（II）硝酸盐六水合（Mn（NO3）2·6H2O，98％，98％ ，ABCR） ，IION（III）硝酸盐（III）硝酸盐（III）硝酸盐NOHINRATE NOHINRATE（NO HININRATE（NO HINRATE）（NO HINRATE（NO）3 H. 3 H. 3.H. 3.H. 3 H. 3.H. 3.H. 3.H. 3.H. 3.HH 2. ABCR), cobalt(II) nitraate hexahydrate (CO(no3)2·6h2o, 98+%, ABCR), copper(I) nitrate trihydrate (CU(no3)2·3h2o, 98+%, sigma), ammonium heptamolybdate terahydrate ((NH4)6mo7O24 ·4H2O, 99％，罗斯（II）硝酸盐水合物（in（no3）3·H2O ，99.9％ ，Sigma），锡（II）氯化物（ii）氯化物（SNCL2 ，98％） ，评论家酸（99.5％，Acros） ，乙烯甘氨酸（99+％ ，brunschwig），cerrah nitra ，cerry nit nit nit nit nit nit nitry nitry nit nit nit nit nit nitry nit nit nit nit nit nit nit nit nit nit nit nitrate （CE（NO3）3·6H2O ，99.5％，ABCR），samarium（iii）硝酸盐六水合物（SM（NO3）3·6H2O ，99.9.9％ ，ABCR）乙二氨基甲酸）乙酸乙酸（99％，Ivalua） ，amnenia溶液（25％ ，VWR），NITRATE（III ，NIT） ，NITRAINE（III II II II II II II II II II II II II II II II II II， （LA（NO3）6H2O ，99.9.9％ ，ABCR），硝基锶（NO3） ，99+％ ，Fisher），LSGM，LSGM（99％ ，Sigma） ，铜（I）氧化物（I）氧化物（CUO，99％ ，99％ ，Sigma），分散剂（2％ ，Fiaxell Sof Ceticies and carfc Technologies and Binder） ，Binder（30％），S.30％ ，SFIAXELS（30％）二氧化二氧化碳（CO2 ，99.9.9.9.9.9.99％，卡巴加斯）都在没有外纯化的情况下被接收 。
使用SOL – GEL方法合成MXNI1 -X@SDC 。首先是20 mmol的Ni（NO3）2·6H2O和20 mmol的第二个金属盐 ，其中包括Mn（NO3）2·6H2O ，Fe（NO3）3·9H2O，CO（NO3）2·6H2O，Cu（no3）（NH4）6MO7O24·4H2O ，IN（NO3）3·H2O或SNCl2 ，在剧烈搅拌下在100°C下溶解在50 mL H2O中。然后，将100 mmol的柠檬酸和100 mmol乙二醇添加到溶液中以形成溶胶。随后 ，添加了8 mmol的CE（NO3）3·6H2O和2 mmol的SM（NO3）3·6H2O 。将反应保持在100°C约3小时 ，以从系统中蒸发H2O 。将其余的溶剂在300°C下在烤箱中取出过夜，然后在600°C的空气中进行热处理5小时 ，坡度为5°C min -1。通过更改Ni（NO3）2·6H2O和CO（NO3）2·6H2O的喂养摩尔比 ，同时将其总量保持在40 mmol，我们获得了COXNI1 -X@SDC催化剂 ，具有不同的CO和Ni摩尔比 。还制备了纯SDC样品 ，而无需添加Ni（NO3）2·6H2O或第二个金属盐 。
CO0.5NI0.5 – SDC使用踩踏的溶胶 - 凝胶方法合成了没有封装结构的无封装结构。首先，如所述 ，首先合成纯SDC粉末 。第二 ，在剧烈搅拌下将10 mmol的SDC粉末分散在100°C下的50 mL H2O中，然后将20 mmol的Ni（NO3）2·6H2O和20 mmol的CO（NO3）2·6H2O添加到溶液中 。随后，加入80 mmol的柠檬酸和80 mmol乙二醇以形成溶胶。将反应保持在100°C约3小时 ，以从系统中蒸发H2O 。将其余的溶剂在300°C下在烤箱中取出过夜 ，然后在600°C的空气中进行热处理5小时，坡度为5°C min -1 。
使用改良的溶胶 - 凝胶方法33合成LSCF。首先 ，将40 mmol的乙二胺二乙酸添加到40 mL 25 wt 。％的氨溶液中 。随后 ，添加了12 mmol的LA（NO3）3·6H2O，8 mmol的SR（NO3）2 ，4 mmol的CO（NO3）2·6H2O和16 mmol的Fe（NO3）3·9H2O。接下来 ，加入60 mmol的柠檬酸，并通过添加更多的水性氨溶液将溶液pH调节至8。在剧烈搅拌下在100°C下加热所得的溶液约3小时 ，以从系统中蒸发H2O 。将其余的溶剂在120°C下过夜去除 ，然后在950°C的空气中进行热处理5小时，坡度速度为10°C min -1 。
通过磁带铸造过程制造了电解质支持的电池（MXNI1-X@SDC || SDC || LSGM || SDC || LSCF） ，然后进行了几个屏幕打印过程。为了制备电解质的胶带泥浆 ，我们将20 g的LSGM粉末，14克分散剂和20 g粘合剂通过球铣削1小时 。将最终的浆液胶带粘在定义明确的磁带中，其原始厚度为1.5毫米（MTI Corporation） ，然后在室温下干燥48小时 。然后将磁带打成形状 ，并在1,400°C下烧结10小时，坡度为2°C min -1 ，形成密集的电解质支撑。通过混合2 g粉末 ，2 g的分散剂和0.8 g的粘合剂1小时，制备了丝网印刷浆 。首先使用屏幕打印机（Fiaxell SOFC Technologies）将缓冲液SDC层（2 wt 。％CU促进烧结34）首先在电解质支撑的两侧上打印到电解质支撑的两侧 ，以避免电解质和电极之间的任何侧面反应。然后 ，将MXNI1-X@SDC阴极和LSCF阳极（将35wt 。％SDC添加到LSCF中以提高O2-电导率），将屏幕打印到SDC的任何一侧 。阴极和阳极的活性区域均为1.5 cm2。将印刷的细胞在1,200°C烧结6小时 ，坡度为2°C min -1 。补充表1中显示了每一层的厚度和质量负荷 。
所有电化学测量均使用Fiaxell SOFC Technologies的SOEC设置进行 ，并由配备20-A助推器的Autolab Potentiostat（PGSTAT302N）控制。在空气下，将细胞加热至800°C ，坡度为5°C min -1。接下来 ，将用N2稀释的20卷H2喂入阴极室，以减少催化剂10分钟 。当还原过程完成后，二氧化碳和空气分别以50 mL min -1的流速分别喂入阴极和阳极室 。来自阴极室的气体插座连接到在线气相色谱仪（SRI仪器）进行产品分析。
Faradaic效率是通过等式（1）计算的：
Fe是FADAIC效率的地方；n是从CO2（即2）换成CO的电子数量；F ，X ，Fout和I是Faraday常数（96,485 C mol -1），通过气相色谱法（Mol/mol）测得的CO的摩尔浓度 ，分别是阴极气体出口（Mol S -1）和电流（a）的流速 。
通过等式（2）：5估算了能源效率
EE是能源效率；和∆H ，EΔH，EAPP ，EΔS和ηH分别是基于热能和加热效率的形成 ，热中性电位，施加的细胞电压的焓 。对于800°C时的反应CO2→CO+0.5 O2 ，EΔH和EΔS分别为1.467和0.481 V。用于工业应用的ηH通常至少为90％（参考文献35,36）；因此 ，在我们的估计中使用了90％的值 。
CO单通量产率是通过等式（3）计算的：
其中FCO2是入口CO2气体的流速（MOL S -1） 。
在1.0 V处进行操作EIS测量，以用于CO2电源 ，在800°C下进行CO甲基化的0.9 V。施加了10 mV的摄动振幅 ，频率范围从100 kHz到0.01 Hz 。使用Leasis 3软件（RHD仪器）进行了EIS数据和DRT分析的拟合 。
使用双层电容（CDL）方法37测量ECSA，该方法通过使用对称的细胞配置（MXNI1-x@sdc || sdc || sdc || sdc || lsgm || sdc || sdc || mxni1-x@sdc）在N2层下方的800°C下，确定。为了建立基线 ，制造了一个没有催化剂的平坦的纯电解质电池（SDC || LSGM || SDC） 。在0 V时记录EIS数据 ，摄动幅度为10 mV，频率范围从100 kHz到0.1 Hz 。电极电容（CDL）是通过使用简化的Randles电路拟合EIS得出的一半的电容获得的（补充图5）。因此 ，电极的ECSA可以通过等式（4）计算：
如果CDL代表特定电极的电容 ，则CBase表示基线的电容，S表示电极的几何区域。
金属元素分析是在连续350D电感耦合等离子体质谱仪上进行的 。使用CuKα辐射（40 kV ，15 mA） ，将X射线衍射模式记录在多种多态的Aeris衍射仪上 。扫描电子显微镜图像记录在Zeiss Geminisem 300上，并以16 kV进行相应的能量分散性X射线光谱映射。在200 kV的FEI Talos F200上进行TEM测量 。在200 kV的FEI Titan Themis 60-300仪器上进行了球形放弃校正的TEM测量 。通过燃烧方法在Unicube（Elementar）微元素分析仪中进行碳元素分析。
在配备有预处理室的Omicron XPS系统中进行了XPS测量 ，使用铝KαX射线作为15 kV和300 W.的激发源 ，对于原位XPS测量新鲜样品，在800°C的20 vol 。％H2中施加了还原 。随后 ，将样品转移到真空室进行XPS测量 ，而无需暴露于空气。稳定测试后，样品不接受进一步的治疗，而是立即将其密封在受N2保护的袋中 。
X射线吸收光谱（XAS）测量在国家同步加速器辐射研究中心的12B2台湾横梁线（日本春季8号）上进行 ，该研究中心在8.0 GEV存储环中运行 ，恒定电流约为99.5 MA 。为了防止氧化，在XAS测量之前 ，将所有样品密封在受N2保护的袋中。使用lytle探测器 ，以总荧光产量模式进行了Ni K-Edge（8,333 eV）和CO K-EDGE（7,709 eV）的测量 。Ni K-Edge的扫描范围为8,133-8,933 eV，Co K-Edge的扫描范围为7,509–8,309 eV 。使用Athena软件处理XAS数据 ，并根据Ni和Co Foils的吸收K-EDGES中的第一个拐点进行了能量校准 ，分别设置为8333.0 eV和7709.0 eV。应用标准数据处理程序，包括背景减法和边缘高度归一化。通过分别模拟Ni和Co箔及其氧化物Nio和COO的参考光谱的线性组合来确定Ni和CO的平均氧化态 。扩展的X射线吸收良好的结构分析是使用K3加权振荡范围内的3.0至11.0Å-1的K3加权振荡进行的傅立叶变换 。
使用配备532 nm激光器的Invia共聚焦拉曼显微镜（Renishaw）进行Operando Raman光谱测量 ，并与能够控制温度 ，气体气氛和电池电压的Linkam热阶段结合使用。首先在800°C下在20卷H2/N2中降低样品10分钟 。然后，将大气切换到二氧化碳 ，并在800°C时以1.2 、1.4 、1.6和1.8 V的细胞电压记录了拉曼光谱 。
使用VIENNA AB INITIO仿真软件包进行了DFT模拟38,39。补充D3分散校正的Perdew -Becke -Ernzerhof40功能41用于说明范德华的相互作用 。使用Dudarev Method43应用了Hubbard校正42 ，以描述SDC模型中CE和SM的F-电子，CE和SM的UEFF分别为4.5和4.0 eV，分别为31,44,45 。使用投影仪增强波芯电位为46,47表示核心电子 ，而在450至700 eV之间的平面波用平面波描述了价电子。用于Brillouin区采样的Monkhorst – Pack Method48用于生成以相互限制的网格生成γ的网格 。
自旋极化均包含在涉及CO ，NI和氧缺陷SDC Systems45的所有模拟中 。除晶格参数优化外，动力学截止能量为450 eV ，其中施加了较高的700 eV截止值以避免脉冲应力。沿Z轴包括偶极校正49 ，在平板之间增加了15Å的真空区域 。对于Ni和Co – Ni合金，我们分别将（111）和（001）的面模型为P（4×4）和P（2×2）板 。考虑了Co – Ni（001）表面的三个不同终止。金属板包含四个原子层 ，其中最外层的两层放松 ，而两个底层层则固定在其散装位置上。对于SDC，对CEO2（111）的P（3×3）平板进行了建模 ，并结合了SM和氧空位 。该平板由九个原子层（三个O – CE – O三层）组成 ，其中最外层的层可以放松 。Ni – SDC和Co – Ni -SDC接口分别由CE3SMO7簇表示，分别吸附在Ni（4×4）Ni（001）和Co – Ni（001）表面上的P（4×4）平板上。基于CEO2（111）模型生成了六个不同的CE3SMO7聚集体 ，其中CE原子被SM替换 ，并引入了氧气空位 。然后在金属表面上探索了这些簇的各种吸附构型，分别在Ni（001）和Co – Ni（001）上产生了18和24个不同的结构 。
对于CO2和CO的吸附能以及CO2电源的能量曲线，气相中的CO2和CO分子用作热力学参考。根据实验反应条件 ，对Gibbs的自由能计算中包括对焓和熵的振动贡献 ，以及在800°C和1个二氧化碳的1个atm上计算Gibbs自由能的旋转和翻译贡献 。过渡状态使用攀岩图像弹性弹性带方法50位置 。进行数值频率计算，使用步长为±0.015Å ，以确认过渡状态的性质。使用标准近似值计算了过渡态的Gibbs自由能的焓和熵的振动贡献：理想气体模型 ，刚性转子和谐波振荡器 。仅考虑金属反应物，而对于氧化系统 ，由于其较低的分子量 ，还包括氧原子 。
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本文概览： 镍（II）硝酸六水合物（NI（NO3）2·6H2O，99.9％，ABCR），锰（II）硝酸盐六水合（Mn（NO3）2·6H2O，98％，98％，ABCR），IION（III...
文章不错《封装的CO – Ni合金增强高温CO2电气》内容很有帮助