[發(fā)明專利]用于太陽能-化學(xué)鏈燃燒儲(chǔ)能的氧載體材料及其制備方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210032724.5
• 申請(qǐng)日: 2012-02-14
• 公開（公告）號(hào): CN103242932A
• 公開（公告）日: 2013-08-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 金紅光;洪慧;韓濤;賀鳳娟;彭碩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院工程熱物理研究所
• 主分類號(hào): C10L10/00
• 分類號(hào): C10L10/00;F24J1/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及化學(xué)鏈系統(tǒng)氧載體顆粒的制備和太陽能熱利用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于太陽能-化學(xué)鏈燃燒儲(chǔ)能的氧載體材料及其制備方法。

背景技術(shù)

太陽能熱化學(xué)是利用太陽熱能驅(qū)動(dòng)吸熱化學(xué)反應(yīng)，提供反應(yīng)所需熱量，有效地解決了太陽能間歇性、不穩(wěn)定性的缺點(diǎn)。然而，當(dāng)前太陽能熱化學(xué)反應(yīng)溫度集中在900～1200℃的高溫太陽熱能的轉(zhuǎn)化和利用，造成其成本過高，同時(shí)對(duì)材料的使用及結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)提出了更高的要求，不利于大規(guī)模應(yīng)用。

近年來提出的溫度在300-400℃的中低溫太陽能與化學(xué)鏈燃燒相結(jié)合的技術(shù)，既解決了高溫太陽能熱化學(xué)存在的問題，同時(shí)又避免了CO₂分離難的問題。氧載體是太陽能與化學(xué)鏈燃燒整合的發(fā)電技術(shù)的關(guān)鍵。目前國際上研究的化學(xué)鏈燃燒的氧載體材料主要是Ni、Fe、Co等金屬氧化物以及CaSO₄、BaSO₄等非金屬氧化物，然而現(xiàn)有反應(yīng)溫度高，不適用于中低溫太陽能驅(qū)動(dòng)化學(xué)鏈燃燒的過程。

發(fā)明內(nèi)容

(一)要解決的技術(shù)問題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的主要目的在于提供一種用于太陽能-化學(xué)鏈燃燒儲(chǔ)能的氧載體材料及其制備方法，以提高太陽能熱化學(xué)儲(chǔ)能效率，為中低溫太陽能驅(qū)動(dòng)化學(xué)鏈燃燒技術(shù)提供技術(shù)保證。

(二)技術(shù)方案

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于太陽能-化學(xué)鏈燃燒儲(chǔ)能的氧載體材料，該氧載體材料包括CoO、CoAl₂O₄和PtO₂，其中CoO充當(dāng)活性物質(zhì)，CoAl₂O₄作為惰性載體，PtO₂為助劑。

上述方案中，所述活性物質(zhì)CoO由Co(NO₃)₂·6H₂O加熱分解制得，質(zhì)量百分比為59％。所述惰性載體CoAl₂O₄由Co(NO₃)₂·6H₂O和Al(NO₃)₃·9H₂O加熱分解燒結(jié)過程中制得，質(zhì)量百分比為40％。所述助劑PtO₂由H₂PtCl₆·6H₂O加熱分解制得，在氧載體中的質(zhì)量百分比為1％。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種用于太陽能-化學(xué)鏈燃燒儲(chǔ)能的氧載體材料的制備方法，該方法包括：

步驟1：將九水合硝酸鋁Al(NO₃)₃·9H₂O、六水合硝酸鈷(Co(NO₃)₂·6H₂O)和氯鉑酸(H₂PtCl₆·6H₂O)溶解于異丙醇和水的混合溶液中，其中異丙醇和水的體積比為3∶1；

步驟2：攪拌該混合溶液，穩(wěn)定5～15分鐘后放入干燥箱中干燥，得到粉末；

步驟3：繼續(xù)干燥所得到的粉末，然后將其在馬弗爐中煅燒，得到(CoO+PtO₂)/CoAl₂O₄粉末，加入水調(diào)成糊狀后，制成直徑為1～2mm的氧載體顆粒；

步驟4：將制成的氧載體顆粒放入干燥箱干燥，隨后在馬弗爐中煅燒，獲得氧載體材料。

上述方案中，步驟2中所述攪拌該混合溶液是采用磁力攪拌器順時(shí)針攪拌溶液1小時(shí)，所述放入干燥箱中干燥是放入80℃的干燥箱中干燥12小時(shí)。

上述方案中，步驟3中所述繼續(xù)干燥所得到的粉末是將所得到的粉末在150℃下干燥24小時(shí)后繼續(xù)在200℃下時(shí)干燥5小時(shí)，所述將其在馬弗爐中煅燒是將其在500℃的馬弗爐中煅燒3小時(shí)。

上述方案中，步驟3中得到的(CoO+PtO₂)/CoAl₂O₄粉末中，CoO的質(zhì)量百分比為59％，PtO₂的質(zhì)量百分比為1％，CoAl₂O₄的質(zhì)量百分比為40％。

上述方案中，步驟4中所述將制成的氧載體顆粒放入干燥箱干燥是將制成的顆粒放入80℃的干燥箱中干燥30分鐘，所述在馬弗爐中煅燒是在1200℃的馬弗爐中煅燒6小時(shí)。

(三)有益效果