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高效非贵金属析氢电催化研究获进展

复旦大学材料科学系吴仁兵、方方教授团队在高效非贵金属析氢电催化剂方面获新进展,相关研究成果近日发表于《先进材料》。 氢能作为一种原料丰富、燃烧值高、零污染的清洁能源,被科学家和大众寄予了很高的期望。要想发展氢能技术,不可或缺的一步就是把水通过电化学反应转换成氢气,但析氢反应所需过电位较高,需要加入催化剂降低过电位,提高反应速率。 该团队创造性地制备出零维钴纳米粒子、一维氮掺杂碳纳米管和二维石墨烯耦合而成的分级复合结构体系,以解决过渡金属如铁、钴、镍纳米颗粒对氢原子的吸附较强而不容易脱附、颗粒易团聚、比表面积低、在电解液的操作环境下不稳定等问题,取得了催化活性和稳定性与贵金属铂相接近的研究成果。 该体系具备高导电率、丰富的孔隙率、钴纳米颗粒高分散性及充分暴露的活性位点(钴—氮—碳),使其作为析氢反应电催化剂时,在酸、碱电解液中的析氢催化活性已接近贵金属铂基催化剂。 专家表示,析氢反应电催化剂研究的突破,既对电解水制氢技......阅读全文

电解水制氢:如何设计金属碳化物催化剂?

  金属碳化物HER  氢气是重要的清洁能源,具有来源广、能量密度高、无污染等优点。电解水制氢是高效、绿色的制氢途径,但严重依赖贵金属Pt催化剂,亟需发展经济、高效的非贵金属电催化剂。过渡金属碳化物具有类铂的电子性质和催化行为,是一种潜在的析氢电催化剂。近年来,相关研究工作通过合理的设计策略,调控并

中国科大在电催化析氢研究方面取得进展

  氢被认为是环境友好的清洁能源,电催化分解水可以制备高纯氢气,在碱性介质中电解水是最有可能实现产业化制氢的技术。一直以来贵金属是该领域活性最高的催化剂,近年来科研人员持续探索致力于将过渡金属发展成高活性碱性析氢电催化剂以降低成本,然而很多催化剂的活性与贵金属相比还有很大的差距。将少量的贵金属与过渡

VR居然可以镇痛?效果比吗啡还好

  智能设备 | VR镇痛效果是吗啡的两倍  过亿美国人受过慢性疼痛的苦,自 1990 年代以来,该国阿片类处方药的数量已翻至 3 倍。尽管美国只占全球人口的 5%,这类镇痛药物的使用量竟达到了 80% 。显然,我们亟需找到一种替代品,比如虚拟现实(VR)。行业资深人士霍华德·罗斯认为这应该可行。2

Mo掺杂Ni2P电催化析氢电极纳米材料研究中获进展

  近日,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所微纳技术与器件研究室李越课题组,在电催化析氢电极材料的构筑及应用方面研究取得进展,相关研究结果发表在Nanoscale上,文章被遴选为当期的Inside back cover。  氢能作为无污染的生态清洁能源,备受关注。电解水制氢是实现工业化、廉价

电解水制氢催化剂非贵金属介绍

  构建电催化剂的元素。根据其物理和化学性质,大致将这些元素分为三组:①贵金属铂(Pt)——目前常见的贵金属HER电催化剂;②用于构建非贵金属电催化剂的过渡金属元素,主要包括铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)、铜(Cu)、钼(Mo)和钨(W);③用于构建非贵金属电催化剂的非金属元素,主要包括硼(B)

析氢反应电催化剂研究:新材料替换铂金

  复旦大学26日发布,该校材料科学系吴仁兵、方方教授团队在高效非贵金属析氢电催化剂方面获新进展,相关研究成果近日发表于国际期刊《先进材料》。图片来源于网络  氢能原料丰富、燃烧值高、零污染,被科学家和大众寄予厚望。要想发展氢能技术,不可或缺的一步就是把水通过电化学反应转换成氢气,这就是析氢反应。但

中国科大在电催化析氢研究方面取得新进展

  近日,中国科学技术大学博士生苏建伟和杨阳(导师陈乾旺教授)通过理论计算,提出了将少量的贵金属钌与过渡金属钴合金化来提升钴催化活性的思想,并设计出了一种以金属有机框架化合物为前驱体来制备氮掺杂的类石墨烯层包裹合金内核复合结构的工艺。所制备的复合纳米结构作为碱性析氢电催化剂表现出与贵金属可比的析氢性

中国科大在碳基催化剂电催化析氢研究中取得进展

  近年来电解水制氢受到广泛关注,寻找能替代贵金属的廉价高效的电催化剂成为当下研究热点。石墨烯由于具有良好的导电性、优异的化学稳定性以及易于化学修饰等优点,引起了科研人员的广泛关注,人们致力于将其发展成为高活性的电解水制氢催化剂。已有研究结果表明通过氮等杂原子掺杂可以调控杂原子近邻碳原子的电子结构,

过程工程所等发现高性能电催化析氢材料的微环境效应

  早在上世纪80年代,美国科学家就提出当电催化剂(或电活性物质)被固定于电极上或者三维导电结构材料中,构成一种微环境,其表现出的电化学性质与体相状态(即分散于溶液中)相比,会表现出巨大的差别,即为“微环境效应”。然而,至今人们还没有发现对这一效应有力的实验证据。  近期,中国科学院过程工程研究所绿

新型低成本非贵金属电解水催化剂实现18.55%转换效率

  氢能是一种理想的能源载体,开发大规模、廉价、清洁、高效的制氢技术是氢能有效利用的关键。电解水由于环境友好、产品纯度高以及无碳排放而成为具有应用前景的绿色制氢方法之一。限制电解水制氢大规模应用的最重要瓶颈是如何大幅降低其电能消耗,因而大幅降低制氢成本。其关键是发展廉价、易制备的高性能非贵金属电解水

硒酸蚀刻辅助空位工程用于设计析氧反应高活性电催化剂

  复旦胡林峰&东南大学孙正明&南京工大邵宗平Adv. Mater.  发展环境友好型和可持续的转化技术对可再生能源的储存和利用具有重要意义。例如,通过电化学水分解制氢被认为是可再生能源便捷储存和高质量利用的最有前途的方法之一,但它的实际应用很大程度上取决于成本和效率。水分解涉及两个

我国科学家用同步辐射光源追寻水解氢最优方案

  一束神奇光揭示能源催化过程的奥秘。日前,中国科学技术大学研究团队利用同步辐射光源发展出先进的表征技术,在国际上率先探明催化材料在水解氢过程中的真实结构。这项科研成果为揭示催化过程秘密、提高能源转化效率提供了有力方案。  寻求高效丰富绿色的新型能源是全世界都关注的问题。从水中分解出清洁无污染且可再

中国科大高效电解水制氢电极材料的设计与制备研究获进展

  将可再生能源(如太阳能、风能、水位能等)以氢为媒介存储、运输和转化可实现环境友好和可持续发展的经济构型。当前95%以上的氢气来自于化石燃料,而水作为氢的重要来源之一,从其提取出来的氢的总能量是地球化石燃料热量的9000倍。将水电解制氢涉及两个重要的基本反应,即阴极水的还原和阳极水的氧化。然而,反

上海硅酸盐所析氢与超容电极材料研究获进展

  随着化石能源的逐年消耗,新能源与储能元件的开发利用成为热点,其中新型氢能源和超级电容器是两个研究非常活跃的领域。氢气是一种高效、清洁的燃料,而电解水析氢不会产生温室气体,对环境无污染,是制氢的理想方式。超级电容器是一类新型的储能元件,具有优异的充放电寿命及高功率密度,有望实现对传统化学电池部分或

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属硫化物

功能仿生催化剂的开发是一个重要的进展,为大规模可持续的氢气生产开辟了道路。尽管自然界存在的固氮酶和氢化酶可以催化析氢反应,但是酶基器件难以为高水平的氢气生产做出重大贡献。这些精妙的生物催化剂具有出色的催化选择性,能够在自然环境中运作,但在极端条件下(如强酸性和碱性介质)将迅速失活。受到固氮酶和氢化酶

我国学者通过金属铋成功制备电催化合成氨的新型催化剂

  近日,张江实验室上海光源科学中心司锐研究员与北京理工大学殷安翔教授课题组、北京大学张亚文教授/严纯华课题组合作,依托上海光源BL14W1线站,利用原位XAFS探测技术,在非贵金属催化剂提升电化学合成氨技术方面取得了重要进展,相关研究结果以“Promoting nitrogen electrore

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属碳化物

1973年,R. B. Levy和M. Boudart发现由于碳化钨和铂具有相似的d带电子密度态,存在一定的类铂催化行为。上述开创性工作立即引起研究人员极大的兴趣,同时开展了以取代高成本贵金属催化剂为目的的金属碳化物研究。金属碳化物耐腐蚀、稳定性好、机械强度高,其电催化寿命较长。除碳化钨外,许多研究

新型催化剂制备氢气价格便宜量又足

  新型催化剂制备氢气价格便宜量又足  最新发现与创新  科技日报讯 (记者张晔 通讯员周伟)氢能源作为一类高能量密度的可再生清洁能源日渐受宠,而用电解水方法制备氢气时,以往多使用成本高昂、储量稀少的贵金属催化剂(如氧化铱等)。记者从南京工业大学获悉,该校开发出一种新型的非贵金属催化剂,以代替传统的

新型催化剂制备氢气价格便宜量又足

氢能源作为一类高能量密度的可再生清洁能源日渐受宠,而用电解水方法制备氢气时,以往多使用成本高昂、储量稀少的贵金属催化剂(如氧化铱等)。记者从南京工业大学获悉,该校开发出一种新型的非贵金属催化剂,以代替传统的氧化铱催化剂,价格仅为氧化铱的千分之一,这一研究成果日前在《自然·通讯》上发表。 据

全新高效制氢法,消除硫化氢污染

  近日,催化基础国家重点实验室邓德会研究员团队成功实现电催化高效分解硫化氢制备高纯氢气,为消除硫化氢污染物同时耦合制备绿色氢能源提供了新思路。  硫化氢是一种在石油化工中广泛存在的有毒气体,但同时也是一种潜在的制氢原料。目前工业上采用克劳斯方法处理硫化氢,但只回收得到硫粉,氢组分以水蒸气的形式被排

高性能电池不是梦!这种材料来实现

  近日,北京大学工学院郭少军课题组研发了一类亚纳米厚且高端卷曲的双金属钯钼纳米片材料,其在碱性电解质中展现出卓越的氧还原反应(Oxygen reduction reaction,ORR)电催化活性和稳定性,突破了阴极反应的缓慢动力学对于相关电化学能源转换/存储器件的限制,显著提升了锌空电池和锂空电

研究揭示Ni-Fe基羟基氧化物在电催化析氧反应的作用机理

  近日,我所能源研究技术平台穆斯堡尔谱研究组(DNL2005)王军虎研究员团队与催化与新材料研究中心(十五室)黄延强研究员团队合作,利用自主研发的原位电化学穆斯堡尔谱装置,对Ni-Fe基催化剂在电催化析氧反应 (OER) 中的作用机理进行了深入探索。该合作团队通过实验,在OER起始电位附近观察到存

中国科大开发出铂基合金三叉星纳米材料

  氢能是一种广受关注的清洁可再生能源技术。制约该技术发展的瓶颈是如何实现低成本、高效能电催化剂的设计与开发。针对该瓶颈,中国科学技术大学教授熊宇杰课题组设计和开发出一系列化学组分可调且具有三叉星状的三元合金PtFeCo纳米结构,在降低贵金属铂用量的同时,获得了显著增强的电催化析氢反应活性。该研究成

Ni3Se4@NiFe水滑石纳米片的制备及其全解水研究获进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员李越课题组在分级异质结构Ni3Se4@NiFe 水滑石纳米片(LDH)的制备及其全解水研究方面取得新进展,相关研究结果发表在Nanoscale Horizons (DOI:10.1039/x0xx00000x)上。  随着能源危机和环境问题的

国家基金委发文:131项优选10项,每项约200万元!

  关于2020年度国家自然科学基金委员会与巴基斯坦科学基金会合作研究项目初审结果的补充通知  2020年度,国家自然科学基金委员会(NSFC)与巴基斯坦科学基金会(PSF)继续共同资助合作研究项目,经过公开征集,共收到项目申请149份。双方分别初审并核对后,已发布初审通知。现接到巴方信函勘误,最终

Nature Materials连发2篇论文:MOFs在工业气体分离最新进展

  MOFs基于其独特的孔道结构和丰富的金属-配位化学可调性质,在分离、催化、能源、器件等诸多领域表现出诱人的前景。2020年2月4日当天,Nature Materials连续发表2篇研究论文,分别介绍了MOFs在工业气体分离和能源器件中的最新进展。  值得一提的是,在此之前不久,MOFs已经陆续发

大连化物所二氧化碳高效电催化还原研究取得新进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室包信和与汪国雄团队在二氧化碳高效电催化还原研究中取得新进展,相关结果发表在《能源和环境科学》(Energy Environ. Sci.)上。  二氧化碳电催化还原反应(CO2RR)可同时实现二氧化碳的转化利用和可再生清洁电能的有效存储,利于

大连化物所二氧化碳高效电催化还原研究取得新进展

  近日,中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室包信和与汪国雄团队在二氧化碳高效电催化还原研究中取得新进展,相关结果发表在《能源和环境科学》(Energy Environ. Sci.)上。  二氧化碳电催化还原反应(CO2RR)可同时实现二氧化碳的转化利用和可再生清洁电能的有效存储,利于

大连化物所发表“铠甲”催化工作进展报告

  中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室研究员邓德会、中科院院士包信和团队,在铠甲催化方面的研究工作受到了国际同行的广泛关注,近期在Advanced Materials上发表题为Robust Catalysis on 2D Materials Encapsulating Metals:

中外学者合作完成电催化分解水研究

  华东理工大学物理系青年教师张波在加拿大多伦多大学做博士后期间,在电催化分解水研究领域取得突破,相关成果近日发表于《科学》。该项研究由多伦多大学、华东理工大学、斯坦福大学、中科院高能物理研究所北京同步辐射中心、加拿大光源、美国布鲁克海文国家实验室等单位研究者合作完成。  电解水技术被认为是存储太阳