2020年7月，赵海波教授课题组在国际著名期刊Energy & Fuels上发表封面论文：Insight into the oxidation mechanism of a Cu-based oxygen carrier (Cu→Cu₂O→CuO) in chemical looping combustion (化学链燃烧过程中铜基载氧体上微观氧化机理研究) (Volume 34，Issue 7；Page：8718–8725)。赵海波教授为通讯作者，郑朝和、曹杰为共同作者。

本工作结合密度泛函理论和热重实验对Cu的微观氧化行为进行研究，发现Cu氧化后，表面不会生成Cu₂O晶相，而是直接生成CuO薄层；同时，体相内的晶相会经历Cu→Cu₂O→ CuO三个阶段。在整个过程中，离子扩散作为Cu氧化过程中的速控步骤，引起体相内部的晶相变化主要是以铜离子外扩散为主导的离子迁移，这说明氧化的快慢将受到颗粒内部的离子迁移路径长短的限制。因此，若颗粒粒径过大，氧化时深层的离子迁移必然较为困难，造成颗粒氧化不完全，载氧能力降低，或是停留时间的增长，不利于整个化学链循环的高效运行。本工作有助于清晰地理解化学链循环中铜基载氧体氧化这一复杂又重要的过程。

赵海波教授课题组注重国际前沿的基础研究，主要包括化学链燃烧及部分氧化，多相反应流多尺度模拟，燃烧基础及燃烧源纳米颗粒，复杂能量转换系统的过程模拟和能源-经济-环境分析和评价等。本研究获得国家重点研发计划（2016YFB0600801）的支持。

文章完整信息：

Chaohe Zheng, Jie Cao, Yongliang Zhang, and Haibo Zhao*. Insight into the oxidation mechanism of a Cu-based oxygen carrier (Cu → Cu₂O → CuO) in chemical looping combustion. Energy & Fuels, 2020, 34 (7): 8718–8725.

DOI: https://doi.org/10.1021/acs.energyfuels.0c00941

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https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acs.energyfuels.0c00941