中国科大发明超薄铂镍合金高效纳米催化剂
中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室曾杰课题组与美国阿克伦大学教授彭振猛合作,通过在钯纳米晶上生长超薄铂镍合金原子层的方法,成功研制出钯—铂镍核壳纳米催化剂。该催化剂具有很高的铂原子利用率,在催化质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应中表现良好。相关成果日前发表于《美国化学会志》。 近年来,以质子交换膜燃料电池为代表的新型清洁能源受到广泛关注。但该技术存在很多瓶颈,尤其是针对电池阴极的氧还原反应催化剂活性和稳定性较低,制约了电池的输出功率和充放电循环次数,从而阻碍了质子交换膜燃料电池的商业化进程。 曾杰课题组设计并研制出一种具有超薄铂镍合金原子层的核壳型纳米催化剂,并实现了对铂镍原子比例的调控。这种核壳型纳米催化剂的内部为一种低催化活性但非常稳定的钯核,外部为一种高催化活性的铂镍合金,使其不仅具有极高的铂原子利用率,还兼具氧还原反应所需的高活性表面晶面。 研究表明,该催化剂对于质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应的活性高......阅读全文
新型高活性单原子催化剂提升锂硫电池性能
近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员陈剑团队和研究员邓德会团队合作,在锂硫电池硫正极单原子催化剂研究方面取得新进展,合成了一种新型P配位单原子Fe催化剂,提升了锂硫电池性能。相关成果发表在《先进功能材料》上。 锂硫电池因其高能量密度优势,被视为最具应用前景的下一代二次电池之一。然而,硫正极
过程工程所制备高活性燃料电池氧气还原反应电催化剂
当前,全球能源危机的到来及环境污染问题的日益严重迫使人们越来越多地关注可持续能源的开发利用,包括可持续能源的储存与转化。燃料电池与金属-空气电池等是属于可持续能源利用技术的范畴,其中阴极上氧气还原反应(ORR)的催化剂决定了电池性能的好坏,从而决定了能量转化效率以及电池成本的高低。铂或铂的合金是
活性炭催化剂的基本介绍
活性炭催化剂广泛应用于高纯度气体、液体、石化行业中作为催化剂载体。也可以用于石化行业脱硫、脱臭等应用。 说明:活性炭本身是具有催化活性的物质。活性炭在氯化,脱氯化氢等的 卤化,脱卤化,脱硫等反应以及氧化,烷烃的氧化脱氢,脱氢及分解,异构化等各种化学反应中呈现活性,并已在工业上使用。有关自由基的
电池催化剂的作用原理
燃料电池的反应物主要是气体或者某些液体(如甲醇)的蒸气.铂丝,部分金属的氧化物具有吸附气体的功效(形成较复杂的络合物),使更多的气体分子聚集到电极上,增大了电极上气体的分压,增加了分子间碰撞的几率,达到催化反应的效果.
研究揭示显催化剂的真实活性表面
镍金双金属纳米催化剂在二氧化碳加氢反应中的结构演化和反应性能 近日,中科院大连化学物理研究所副研究员刘伟、杨冰与上海高等研究院研究员髙嶷团队及南方科技大学副教授谷猛团队合作,利用原位电镜,在原子尺度上直接观察了镍金双金属纳米催化剂在反应中的动态演变过程,揭示了该催化剂在二氧化碳加氢反应中的真实表面
聚丙烯超高活性催化剂研发成功
日前,由中国石化北京化工研究院、上海石化和中国石化催化剂分公司共同承担的HA催化剂的工业应用试验项目通过中国石化股份公司科技部组织的鉴定,专家建议加快HA催化剂的推广应用。 HA催化剂是一种超高活性、高定向性、高氢调敏感性的新型非邻苯二甲酸酯类聚丙烯球形催化剂,在低烷基铝浓度条件下仍保持超高
新型阳极析氧催化剂反应活性大幅提升
华东理工大学材料科学与工程学院清洁能源材料与器件团队副教授刘鹏飞,教授戴升、杨化桂,在质子交换膜电解水制氢领域取得重要进展。相关研究发表于《先进材料》。可再生能源驱动的电解水技术被认为是最清洁、最有前景的大规模制氢技术之一,其中质子交换膜电解水(PEMWE)因其制氢速率快,制氢纯度高,制氢输入功率范
新型燃料电池阴极催化剂问世
日前,记者从中科院过程工程研究所获悉,该所生化工程国家重点实验室研究员王丹团队研发了一种sp杂化氮掺杂的石墨炔,其在催化燃料电池阴极氧还原反应(ORR)中显示出良好的催化性能。研究成果近期发表于《自然—化学》。 燃料电池是一种把化学能转化为电能的装置,具有零污染、能量转化效率高、适用范围广泛等
Zr催化剂成本仅为铂的1/700-还能比肩商用Pt催化剂的活性
化石能源的大量使用带来了严重的环境污染和能源危机。可以预见,在不久的将来,人类社会的能源利用方式将从有限的碳基化石能源转换到无尽的可再生能源。燃料电池和金属空气电池在这类能源转换中扮演着重要的角色。当前,燃料电池中一直使用的是昂贵的Pt催化剂;据报道,Pt催化剂占到整个燃料电池成本的20%左右,
沸石分子筛催化剂活性位研究取得进展
近日,中国科学院精密测量科学与技术创新研究院在沸石分子筛活性位研究方面取得进展。该研究发现,水能诱导超稳Y(USY)分子筛中“NMR-Invisible”铝物种形成协同活性位,提高催化剂对二乙醚制乙烯的反应活性。沸石分子筛凭借规则有序的微孔结构和可调控的酸性,在石油化工与精细化工领域广泛应用。在分子
催化剂表面的缺陷为什么是活性位点
在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(固体催化剂也叫触媒)。据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、石化、生化、环保等。[1]催化剂种类繁多,按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的
研究提出全新高活性产氢催化剂稳定策略
氢能被认为是未来全球能源体系的重要支柱。高效、稳定、低成本的氢能生产已成为能源科技发展的关键挑战。近日,中国科学院大学教授周武团队与北京大学教授马丁团队合作,在《自然》(Nature)上发表了题为Shielding Pt/γ-Mo2N by Inert Nano-overlays Enables
日本发明廉价燃料电池催化剂
日前,日本九州大学一个研究小组日前开发出一种含镍和钌的新型催化剂,可帮助大幅降低燃料电池的成本。 据日本媒体10日报道,燃料电池在“发电”过程中,需要用昂贵的白金作催化剂,从氢元素中分离出电子,这使得燃料电池的成本居高不下。而这种新催化剂的主要成分是镍,其价格不到白金的十分之
非常规、高活性铬基合成氨催化剂
近日,大化所复合氢化物材料化学研究组(DNL1901)陈萍研究员、郭建平研究员团队与德国马普学会煤化学研究所Weidenthaler教授、厦门大学吴安安副教授合作,发现了一种Ba-Cr四元氮氢化物(nitride-hydride)催化剂,在较为温和的条件下实现了氨的催化合成。 氨不仅是氮肥的主
Advanced-Science:氧气析出反应催化剂活性研究中取得进展
中国科学院上海微系统与信息技术研究所信息功能材料国家重点实验室助理研究员刘吉山与美国西北太平洋国家实验室的合作者在Advanced Science上在线发表了题为Tuning the Electronic Structure of LaNiO3 through Alloying with Str
气相色谱法检测裂化催化剂微反活性
方法/原理/步骤 1.实验部分 1.1仪器与试剂 气相色谱仪,配氢火焰离子化检测器(FID);N2000色谱工作站(湖南创特科技发展有限公司);裂化催化剂微活性测定仪。 原料油:直馏轻柴油235-337℃馏分(湖南创特科技发展有限公
活性氧化铝作为催化剂及载体的应用
用作催化剂载体的氧化铝按其物理化学性能及氧化铝所起的作用,可归纳为以下几种类型: (1)高温氧化铝载体。此类氧化铝比表面积很小,具有耐高温性、耐化学性以及较高的机械强度,所以能耐恶劣的操作条件。由于氧化铝的惰性,高温氧化铝载体不会成为引起副反应和选择性下降的潜在活性源,也不会成为催化剂体系的潜
对于锂电池系统是否温度越高电池活性越大,续航越长?
最近流传一种说法,叫做电池温度越高,续航里程就越长,其实并不是温度越高,电池活性越大,续航里程越长,续航里程长短,其实有很多因素来决定的,因为从电池的结构上面就能够看得出温度越高的话,那么会导致电池出现自燃起火爆炸的这种情况。因为对于电池来讲,它产生的热量主要还是要取决于电池的类型电池的工作状态,以
用于锌空气电池的新型高效催化剂面世
记者5日获悉,来自安徽工业大学等单位的科研人员设计了一种通过界面锚定策略精准调控单原子之间距离的通用方法,并利用该方法成功开发出新型高效催化剂——双原子铁催化剂。该催化剂在锌-空气电池中表现优异,性能超越贵金属铂。相关研究成果在线发表于《自然·通讯》杂志。锌-空气电池也称为锌-氧空气电池,是一种体积
铁基催化剂可降低燃料电池成本
据物理学家组织网2月18日(北京时间)报道,美国能源部太平洋西北国家实验室的研究人员,首次采用铁基催化剂快速、高效分裂氢气发电,使燃料电池的成本大大降低。该研究成果刊登在最新一期《自然·化学》在线版上。 该实验室分子电催化中心带头人、化学家R.莫里斯·布洛克说,现在燃料电池采用铂作为催化剂
燃料电池电催化剂替代成为可能
电动汽车已穿梭在大街小巷,燃料电池车还会远吗?其中,燃料电池是关键。然而燃料电池除了生产成本过高外,其能量转换效率受到阴极氧还原反应缓慢的制约。因此,研究并开发替代贵金属催化剂、提高电催化剂活性成为燃料电池发展的重要研究课题之一。 中国科学技术大学国家同步辐射实验室副研究员刘庆华团队在这一研
研究人员发展高活性电催化氧还原反应催化剂
电催化氧还原反应(ORR)是能源转换和存储中的重要环节,在催化的d-带中心理论的指引下,目前的电催化剂设计与制备正从贵金属向过渡金属基材料的方向发展以降低能源转换的成本。通常主族金属元素由于本身非局域化的外层电子导致其缺乏合适的半满轨道进行多电子催化而被认为活性较差,因而基于主族s区金属制备的材
锂离子电池活性电极材料的简介
锂离子电池性能的提高主要由正负极活性电极材料和电解液来决定。本书重点介绍活性电极材料。经过数十年的研究,有些活性电极材料没有获得实际应用而被淘汰;有些正在获得应用;还有一些潜在的活性电极材料为研究者所关注。本书从结构和电化学两个方面系统地介绍了锂离子电池材料,分析了被淘汰的材料未能应用的原因、为
锂离子电池的正极活性物质介绍
钴酸锂:正极活性物质,锂离子源,为电池进步锂源。非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为6-8 μm,含水量≤0.2%,一般为碱性,pH值为10-11左右。锰酸锂:非极性物质,不规则形状,粒径D50一般为5-7 μm,含水量≤0.2%,一般为弱碱性,pH值为8左右。导电剂:链状物,含水量< 1%,粒
美开发出高性能合金燃料电池催化剂
美国布朗大学研究人员开发出一种新型合金催化剂,既可以减少贵金属铂的用量,又具有良好的性能,其活性和耐久性指标都超过了美国能源部制定的2020年车用电催化剂技术指标,具有广阔应用前景。 铂催化剂成本高昂,是阻碍氢燃料电池广泛使用的重要因素之一。要降低成本,将铂与其他廉价金属结合制成合金催化剂是一
德美研发出氢燃料电池新型催化剂
德国柏林工业大学4月27日发表公报说,该校研究人员与美国科学家共同研发出一种新型铂合金,以它作为催化剂可将氢燃料电池的成本降低80%。相关论文发表于《自然—化学》(Nature Chemistry)。 公报说,氢燃料电池产生电流的同时只生成水,非常环保,但由于其产生电流的化学过程必须使用大
新型铂基催化剂能使燃料电池更耐用
金属铂(Pt)是非常好的燃料电池催化剂,但铂储量有限,价格昂贵,如何提高其原子利用率和反应活性,决定了燃料电池能否大规模应用。 日前,《科学》杂志刊发了一项由苏州大学教授黄小青、北京大学教授郭少军、美国布鲁克黑文国家实验室苏东合作的成果,他们在铂—铅(PtPb)纳米片外,覆盖了4—6层铂,这种
新型燃料电池阴极非金属催化剂问世
中科院过程工程研究所生化工程国家重点实验室王丹研究员团队日前研发出一种杂化氮掺杂的石墨炔,在催化燃料电池阴极氧还原反应(ORR)中显示出良好的催化性能,这一发现将推动非金属催化剂取代铂基催化剂的进程。 ORR是一个动力学迟缓的过程,需要在催化剂的作用下才能输出有效的电流密度。王丹介绍,传统的O
碳纳米管或可作燃料电池催化剂
美国戴顿大学的科学家们通过研究发现氮掺杂的碳纳米管将有可能替代燃料电池中价格昂贵的铂催化剂,这一发现将有可能降低燃料电池的成本。目前的燃料电池技术因受制于其催化剂成本及其耐用性问题而迟迟无法实现大规模应用。该研究团队日前发现,在垂直排列的碳纳米管阵列中,有一些碳原子被氮原子所替换,这种碳纳米管阵
新型铂基催化剂能使燃料电池更耐用
金属铂(Pt)是非常好的燃料电池催化剂,但铂储量有限,价格昂贵,如何提高其原子利用率和反应活性,决定了燃料电池能否大规模应用。 日前,《科学》杂志刊发了一项由苏州大学教授黄小青、北京大学教授郭少军、美国布鲁克黑文国家实验室苏东合作的成果,他们在铂—铅(PtPb)纳米片外,覆盖了4—6层铂,这种