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Hydrogen production via sulfur-based thermochemical cycles: Part 3: Durability and post-characterization of silicon carbide honeycomb substrates coated with metal oxide-based candidate catalysts for the sulfuric acid decomposition step

Karagiannakis, George und Agrafiotis, Christos und Pagkoura, Chrysoula und Konstandopoulos, Athanasios G. und Thomey, Dennis und de Oliveira, Lamark und Roeb, Martin und Sattler, Christian (2012) Hydrogen production via sulfur-based thermochemical cycles: Part 3: Durability and post-characterization of silicon carbide honeycomb substrates coated with metal oxide-based candidate catalysts for the sulfuric acid decomposition step. International Journal of Hydrogen Energy, 37 (10), Seiten 8190-8203. Elsevier. doi: 10.1016/j.ijhydene.2012.02.090.

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Kurzfassung

This work is a follow-up of previous efforts reported on the synthesis of various single and mixed oxide materials and their evaluation as catalysts for the sulfuric acid dissociation reaction for the production of SO2 and O2. The current work concerns the comparative catalytic assessment of Fe2O3, CuO, Cu-Fe, Fe-Cr, Cu-Al and Cu-Fe-Al mixed oxides coated as catalysts on silicon carbide monolithic honeycomb structures, with respect to sulfuric acid decomposition reaction conditions for 100 hours at 850oC and ambient pressure, as well as their ex-situ characterization after such operation. The exposure conditions are representative to a potential future real application. and Tthe exposure time, although of relatively short-term, is adequate to extract safe conclusions on the stability and therefore to a large -extendt also on the suitability of the candidate oxide-based catalysts. All catalytic systems tested exhibited high SO3 conversions reaching or exceeding 70% for space velocities in the order range of 5-35 h-1. For some of the samples, the relatively high initial activity decreased by about 5-10 percentage points in the course of the 100 hours testing, reaching stable mean values. It was concluded that Fe2O3, CuO and the Fe-Cr mixed oxide retained their chemical and structural stability after exposure to reaction conditions, while the other three mixed oxides studied suffered from significant phase decomposition phenomena. Based on the fact that the catalytic activity of the Fe-Cr mixed oxide, as identified in a previous study, was found higher than the ones of Fe2O3 and CuO and relatively close to the one of the highly-active but costly Pt/Al2O3 catalyst, it seems that theis particular mixed oxide is considered can be a promising catalyst for the SO3 dissociation reaction.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/77723/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Hydrogen production via sulfur-based thermochemical cycles: Part 3: Durability and post-characterization of silicon carbide honeycomb substrates coated with metal oxide-based candidate catalysts for the sulfuric acid decomposition step
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Karagiannakis, GeorgeNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Agrafiotis, ChristosNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Pagkoura, ChrysoulaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Konstandopoulos, Athanasios G.NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Thomey, DennisNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
de Oliveira, LamarkNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Roeb, MartinNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Sattler, ChristianNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2012
Erschienen in:International Journal of Hydrogen Energy
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:37
DOI:10.1016/j.ijhydene.2012.02.090
Seitenbereich:Seiten 8190-8203
Verlag:Elsevier
Status:veröffentlicht
Stichwörter:thermochemical cycles, hydrogen, sulfuric acid dissociation, metal oxide catalysts, honeycomb reactors, solar chemistry
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Erneuerbare Energie
HGF - Programmthema:E SF - Solarforschung (alt)
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SF - Solarforschung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Solare Verfahrenstechnik (alt)
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Solare Verfahrenstechnik
Hinterlegt von: Roeb, Dr.rer.nat. Martin
Hinterlegt am:08 Okt 2012 10:53
Letzte Änderung:14 Jun 2023 16:37

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