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Erschienen in: Journal of Materials Science 22/2007

01.11.2007

Redox behavior and reduction mechanism of Fe2O3–CeZrO2 as oxygen storage material

verfasst von: Vladimir Galvita, Kai Sundmacher

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 22/2007

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Abstract

Fe2O3–CeZrO2 is a suitable oxygen storage material for the production of pure hydrogen by a cyclic water gas shift (CWGS) process which is based on the reduction of the material by syngas followed by the re-oxidation of the reduced material with water vapor. For identification of the reduction kinetics H2-temperature programmed reduction experiments were performed. Several kinetic models were tested and the activation energy of reduction was calculated by the Kissinger method, by model-based curve fitting and by the isoconversional analysis method. The reduction of Fe2O3–CeZrO2was found to occur in a four-step process including the reduction of Fe2O3,Fe3O4, and CeZrO2. The overall process can be interpreted as phase-boundary controlled reduction of Fe2O3 to Fe3O4, and two-dimensional nucleation controlled reduction of Fe3O4 to Fe and of CeO2 to Ce2O3. At higher oxygen conversion, the reduction of Fe3O4 and CeO2 are significantly influenced by volume-diffusion in the solid bulk.

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Metadaten
Titel
Redox behavior and reduction mechanism of Fe2O3–CeZrO2 as oxygen storage material
verfasst von
Vladimir Galvita
Kai Sundmacher
Publikationsdatum
01.11.2007
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 22/2007
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-007-1872-7

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