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单质铁在多高温度下与水蒸气反应

 郭东俊 2020-04-15
1977年日本科学家Nakamura提出了两步法高温分解水的构想,运用Fe3O4/FeO这个氧化还原反应,通过两步实现对水的分解。
Fe3O4→3FeO +1/2O2 (ΔHΘ298 K=319.5 kJ?? mol-1)
H2O + 3FeO→Fe3O4+H2 (ΔHΘ298 K=-33.6 kJ?? mol-1)
第一步放氧的反应温度大约在2500K左右,然后在降温的过程中FeO与水反应生成氢气和Fe3O4,完成一个循环达到分解水的目的。该方法的提出不但解决了氧气和氢气的复合问题,而且其反应温度要远低于直接高温分解水的温度。
在此反应过程中,Fe3O4的分解放氧的反应温度大约为2500K,但是Fe3O4的本身熔点温度为1870K,FeO的熔点为1650K,如此高的反应温度催化剂的烧结是一个最大的问题。另外,FeO与水反应的温度大约为450K,在循环反应的过程中,把Fe3O4从450K加热到2500K将消耗大量的热量,综合计算对热能的利用只有约35%,这是另一个重要的问题。
我想利用传统能源去做这个反应没有太多价值,如果利用太阳能作为能源,将有实质的意义。所以你要的答案就是2500K,就是2227℃

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