Особенности кобальтита бария-стронция как катализатора генерации водорода

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследованы анион-дефицитные структуры на основе состава Sr0.5Ba0.5Co1–xFexO3–δ, синтезированные из расплава в солнечной печи в потоке концентрированного солнечного излучения плотностью 100–200 Вт/см2. Брикеты в виде таблеток на основе стехиометрической смеси карбонатов и оксидов соответствующих металлов (SrCO3 + BaCO3 + Co2O3 + Fe2O3) расплавлялись на фокальной зоне Большой солнечной печи. Капли расплава стекали в воду, охлаждаясь со скоростью 10^3 град/с. Отливки измельчали до тонны 63 мкм, сушили при 400 °C, формовали в таблетки (образцы) диаметром 20 мм и высотой 10 мм. Образцы материала спекали в интервале температур 1050–1250 °C. На образцахstudied структуру, водопоглощение и деструкцию в среде углекислого газа. Кристаллическая решетка материала имела структуру перовскита с параметром элементарной ячейки а = 4.04 Å. Образцы материала показали стойкость к воздействию паров воды. Наблюдаемые значения структурных параметров свидетельствуют о том, что материал состава Sr0.5Ba0.5Co0.8Fe0.2O2.78 может быть использован в качестве катализатора генерации водорода и синтез-газа посредством риформинга и окисления метана.

About the authors

M. S. Payzullakhanov

Institute of Material Science of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Email: fayz@bk.ru
100084, Uzbekistan, Tashkent, Chingiz Aitmatov Street, 2B

O. R. Parpiev

Institute of Material Science of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Email: fayz@bk.ru
100084, Uzbekistan, Tashkent, Chingiz Aitmatov Street, 2B

F. N. Ernazarov

Institute of Material Science of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Email: fayz@bk.ru
100084, Uzbekistan, Tashkent, Chingiz Aitmatov Street, 2B

N. H. Karshieva

Institute of Material Science of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan

Email: fayz@bk.ru
100084, Uzbekistan, Tashkent, Chingiz Aitmatov Street, 2B

O. N. Ruzimuradov

Institute of Material Science of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan; Turin Polytechnic University

Email: fayz@bk.ru
100084, Uzbekistan, Tashkent, Chingiz Aitmatov Street, 2B; 100095, Uzbekistan, Tashkent, Malaya Koltsevaya Street, 17

O. A. Shilova

I. V. Grebenshchikov Institute of Silicate Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: fayz@bk.ru
199034, Russia, St. Petersburg, Macarov Embankment, 2

References

  1. Pena M.A., Fierro J.L.G. Chemical structures and performances of perovskite oxides// Chem. Rev. 2001. V. 101. P. 1981–2017.
  2. Goodenough J.B. Electronic and ionic transport properties and other physical aspects of perovskites // Reports on Progress in Physics. 2004. V. 67. P. 1915–1993.
  3. Yang J.B., Kim J., Woo Y.S., Kim C.S., Lee B.W. Magnetoresistance in double perovskites Ba2–xLaxFeMoO6 // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2007. V. 310. P. 664–665.
  4. Burns G., Dacol F. Glassy polarization behavior in ferroelectric compounds Pb(Mg1/3Nb2/3) O3 and Pb(Zn1/3Nb2/3) O3 // Solid State Common. 1983. V. 48. P. 853–856.
  5. Kharton V.V., Patrakeev M.V., Waerenborgh J.C., Sobyanin V.A., Veniaminov S.A., Yaremchenko A.A., Gaczynski P., Belyaev V.D., Semin G.L., Frade J.R. Methane oxidation over perovskite-related ferrites: Effects of oxygen nonstoichiometry // Solid State Sciences. 2005. V. 7. P. 1344–1352.
  6. Sharma S., Tomar M., Kumar A., Puri N.K., Gupta V. Photovoltaic effect in BiFeO3/BaTiO3 multilayer structure fabricated by chemical solution deposition technique // Journal of Physics and Chemistry. 2016. V. 93. P. 63–67.
  7. Zhang J., Gao X., Deng Y., Zha Y., Yuan C. Comparison of life cycle environmental impacts of different perovskite solar cell systems // Solar Energy Materials and Solar Cells. 2017. V. 166. P. 9–17.
  8. Vassilakopoulou A., Papadatos D., Koutselas I. Light emitting diodes based on blends of quasi-2D lead halide perovskites stabilized within mesoporous silica matrix // Microporous and Mesoporous Materials. 2017. V. 249. P. 165–175.
  9. Alderman N.P., Peneau V., Viasus C.J., Korobkov I., Vidjayacoumar B., Albahilyb Kh., Gambarotta S. Syn-gas from waste: the reduction of CO2 with H2S // React. Chem. Eng. 2019. № 4. P. 763–771.
  10. Kalyani V. Jangam, Anuj S. Joshi, Yu-Yen Chen, Shailaja Mahalingam, Ashin A. Sunny, Liang-Shih Fan. Synergistic decomposition of H2S into H2 by Ni3S2 over ZrO2 support via a sulfur looping scheme with CO2 enabled carrier regeneration // Chemical Engineering Journal. 2021. V. 426, P. 176–182.
  11. Bouwmeester H.J.M., Burggraf A.J. Dence ceramic membranes for oxygen separation // In: Gellings P.J., Bouwmeester H.J.M. (Eds.). The CRC Handbook of Solid State Electrochem. CRC Press. 1997. P. 481–553.
  12. Tang M., Xu L., Fan M. Progress in oxygen carrier development of methane-based chemicallooping reforming: a review // Applied Energy. 2015. V. 151. P. 143–156.
  13. Teraoka Y., Zhang H., Furukawa S., Yamazoe N. Oxygen permeation through perovskitetype oxides // Chem. Lett. 1985. V. 14. P. 1743–1749.
  14. Shao Z., Yang W., Cong Y., Dong H., Tong J., Xiong G. Investigation of the permeation behavior and stability of a Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3–δ oxygen membrane // J. Membrane Sci. 2000. V. 172. P. 177–188.
  15. Chang X.F., Zhang C., He Y.J., Dong X.L., Jin W.Q., Xu N.P. A comparative study of the performance of symmetric and asymmetric mixed – conducting membranes // Chin. J. Chem. Eng. 2009. V. 17. P. 562–570.
  16. Bouwmeester H.J.M., Burggraaf A.J. Dense Ceramic Membranes for Oxygen Separator. In: Gellings P.J., Bouwmeester H.J.M., Eds. The CRC Handbook of Solid State Electrochemistry, CRC Press, New York, 1997. P. 481–553.
  17. Mingchen Tang, Long Xu and Maohong Fan. Progress in oxygen carrier development of methane-based chemical-looping reforming: A review // Applied Energy. 2015. Vol. 151. Iss. C. P. 143–156.
  18. Zeng Q., Zuo Y., Fan C., Chen C. CO2-tolerant oxygen separation membranes targeting CO2 capture application // J. Membrane Sci. 2009. V. 335. P. 140–144.
  19. Salwa Hashim, Na Zhu, Wei Zhou. Perovskite oxides applications in high temperature oxygen separation, solid oxide fuel cell and membrane reactor: A review // Progress in Energy and Combustion Science. 2017. V. 61. P. 57–77.
  20. Qinghuan Pan, Liping Ma, Wang Du, Jie Yang, Ran Ao, Xia Yin, Sancheng Qing. Hydrogen-enriched syngas production by lignite chemical looping gasification with composite oxygen carriers of phosphogypsum and steel slag // Energy. 2022. V. 241. P. 168–174.
  21. Chang X.F., Zhang C., He Y.J., Dong X.L., Jin W.Q., Xu N.P. A comparative study of the performance of symmetric and asymmetric mixed – conducting membranes // Chin. J. Chem. Eng. 2009. V. 17. P. 562–570.
  22. Das P.R., Pati B., Sutarn B.C. and.Choudhury R.N.P. Study of structural and electrical properties of a new type of complex tungsten bronze electro ceramics Li2Pb2Y2W2Ti4V4O30 // Int. J. Mod. Phys. 2012. V. 3. P. 870–879.
  23. Funke K. Jump relaxation model and coupling model-a comparison // J. Non-Cryst. Solids. 1994. V. 172. P. 1215–1221.
  24. Torres D., De Llobet S., Pinilla J.L., Lázaro M.J., Suelves I., Moliner R. Hydrogen production by catalytic decomposition of methane using a Fe-based catalyst in a fluidized bed reactor // J. Nat. Gas. Chem. 2012. V. 21. P. 367–73.
  25. Gudyma T.S., Lapekin N.I., Popov M.V., Bannov A.G. Application of ice to the synthesis of graphite oxide: a modified hummers method // Solid Fuel Chemistry. 2022. V. 56. P. 347–352.
  26. Shao Z., Yang W., Cong Y., Dong H., Tong J., Xiong G. Investigation of the permeation behavior and stability of a Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3–x oxygen membrane // J. Membrane Sci. 2000. V. 172. P. 177–188.
  27. Enrique Juste, Aur´elie Julian, G. Etchegoyen, Pierre-Marie Geffroy, Thierry Chartier, N. Richet, P. Del Gallo. Oxygen permeation, thermal and chemical expansion of (La, Sr)(Fe, Ga)O3–δ perovskite membranes. Journal of Membrane Science. 2008. V. 319. P. 185–191.
  28. Zeng Q., Zuo Y., Fan C., Chen C. CO2-tolerant oxygen separation membranes targeting CO2 capture application // J. Membrane. Sci. 2009. V. 335. P. 140–144.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».