V₂O₅表面结构阳极

乙烷制乙烯收率65%

在SOEC阳极沉积V₂O₅层，调控表面电子结构促进乙烷脱氢与乙烯脱附，避免深度氧化，突破转化率与选择性此消彼长的制约。

Chen, Yan · Benchi, Chen · Zhibo, Shang · Zilin, Ma · 刘学明 · 柴立元 · Zhang, Lin

Angewandte Chemie - International Edition 2026

具体参数

乙烯收率

{'zh': '65', 'en': '65'} %

乙烯选择性

{'zh': '90', 'en': '90'} %

第一步脱氢能垒

{'zh': '1.13', 'en': '1.13'} eV

乙烷吸附能

{'zh': '-0.33', 'en': '-0.33'} eV

乙烯脱附与第三步脱氢能垒差

{'zh': '-4.98', 'en': '-4.98'} eV

技术优势

抑制过度氧化

V₂O₅引入靠近费米能级的O 2p和V 3d态，促进乙烯脱附，避免深度氧化。

收率提高10%

在750°C下，乙烯收率从STF的55%提升到65%，选择性保持90%。

三重协同机制

DFT与operando红外证实V₂O₅增强乙烷吸附、降低第一步脱氢能垒并促进乙烯脱附。

应用场景

• 乙烷氧化脱氢：用SOEC阳极直接制乙烯，替代高温裂解等高能耗工艺。
• 固体氧化物电解池：阳极表面修饰后可在SOEC中高效转化乙烷，提升电解池附加值。
• 低碳烯烃生产：以电化学路径生产乙烯，减少裂解能耗和碳排放。
• 电催化选择性氧化：实现乙烷高选择性氧化脱氢，避免深度氧化副产物。