针对分布式供能系统对动态制氢速率的快速响应需求,通过沉淀-水热法制备了Ru/Ce-Al催化剂,解决氨分解制氢单元在变载工况下的动态稳定性难题。采用X射线衍射(XRD)、NH3-TPD(程序升温脱附)及H2-TPR(程序升温还原)等表征手段,揭示Al3+掺杂CeO2与Ce/Al化学计量比对载体氧空位演化的系统调控机制,并考察其氨分解制氢性能。研究表明,Al3+掺杂诱导Ce-Al-O固溶体形成,通过强金属载体相互作用优化载体表面氧空位分布,促进活性金属钌(Ru)的分散。Ru/3Ce-Al催化剂在空速15 000 h-1、525 ℃反应条件下实现93%的氨转化率,其宽温区(500~550 ℃)展现出的均衡反应性能,防止高温反应过快导致催化剂烧结,在100 h的实验中催化剂氨转换效率达91.8%。基于该催化剂构建氨氢燃料电池供能系统,在2 kW工况下,功率、电压和电流波动分别为2.3%、1.1%和0.6%;且在0.22 kW→0.45 kW→0.22 kW阶跃负载测试中,系统功率、电流均可快速响应,验证了其在复杂环境下的动态响应能力与运行稳定性。
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