【摘 要】
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目前,随着能源与环境问题的严峻形式,氢能作为一种清洁高效的绿色新型能源,其开发与利用将能有效的缓解能源与环境压力。在制备氢能的各种无碳能源载体中,氨气具有较高的体积能量密度和质量能量密度,并且在H2生产过程中无COx的排放,是构建无碳氢体系的理想选择。传统的氨气分解反应需要输入大量的电能才能驱动反应进行,将太阳能替换电能作为氨气分解过程中的能量驱动,既可以解决能源消耗问题,又符合绿色环保发展的需求
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目前,随着能源与环境问题的严峻形式,氢能作为一种清洁高效的绿色新型能源,其开发与利用将能有效的缓解能源与环境压力。在制备氢能的各种无碳能源载体中,氨气具有较高的体积能量密度和质量能量密度,并且在H2生产过程中无COx的排放,是构建无碳氢体系的理想选择。传统的氨气分解反应需要输入大量的电能才能驱动反应进行,将太阳能替换电能作为氨气分解过程中的能量驱动,既可以解决能源消耗问题,又符合绿色环保发展的需求。其中,光热催化具有较高的太阳能利用效率,同时又具备驱动氨高效分解的潜力。本文利用溶胶凝胶法制备新型Co基单原子催化剂,对其进行微观形貌结构表征及其氨气裂解制氢催化性能测试。为进行光驱动热催化室外实验,设计搭建太阳光自动追踪控制系统,保证室外太阳能利用率以提高光热反应温度,从而提高光驱动热催化室外氨气裂解制氢效率。主要研究内容如下:（1）利用溶胶凝胶法制作CoSA/CeO2、CoP/CeO2和CeO2负载型催化剂,通过XRD、TEM、XPS、EXAFS和ACTEM等表征手段对催化剂的微观形貌结构、还原性以及Co在催化剂中的存在形式等进行表征分析,探究微观结构形貌对催化剂催化性能的影响。（2）对制备的CoSA/CeO2、CoP/CeO2和CeO2催化剂进行热催化和光热催化性能测试,并对测试结果进行分析讨论,通过热催化和光驱动热催化对催化剂的性能和稳定性进行评价。通过理论计算探究CoSA/CeO2催化剂和Cop/CeO2催化剂上氨气分解的反应机理。（3）设计太阳光自动追踪控制系统。选用单片机作为主控制器,与步进电机配合实现对太阳光的自动追踪,以提高光热转换效率,获得更高的光热转换温度。并应用于室外氨气裂解制氢测试,提高室外氨气转化效率。
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