中国科大等面向燃料电池应用的催化材料设计取得新进展
近日，中国科学技术大学教授熊宇杰课题组与新加坡南洋理工大学David Lou研究组合作，研究表明为实现高电催化性能，并非需要在催化剂表面具有大面积的高指数晶面覆盖度，该工作为电催化材料设计提供了新的视角，研究成果发表在《德国应用化学》。论文的共同第一作者是中国科大博士生马亮、高级工程师王成名和南洋理工大学博士后Bao Yu Xia。 氧还原反应因其在质子交换膜燃料电池中的重要性，已经引起了极大关注。该反应是一个较慢的过程，同时过电势通常能达到300mV左右，因此需要通过设计催化剂来提高该反应的活性。金属铂具有稳定的高性能，已被广泛用来催化氧还原反应。与常见的基础晶面相比，高指数晶面具有更多的台阶面和未配位饱和原子，从而展现出更高的催化活性。然而在电催化体系中，是否催化剂表面的高指数晶面覆盖度与电催化性能之间具有特定的关系尚未清楚。这一规律的阐明首先需要在材料合成上构造一系列具有可控高指数和基础晶面比例的纳米结构。 针对该......阅读全文
双核酞菁铁电催化性能研究
酞菁类物质因其特殊的大环共轭结构而具有良好电催化性能，通过改变其共轭环上的取代基及中心金属原子和分子的聚集方式实现分子设计，这种结构的可调变性赋予它作为电催化剂性能开发的广阔空间。 燃料电池是一种环境友好的发电装置，阴极氧还原催化剂对燃料电池的性能起着关键作用。燃料电池阴极催化剂通常
双核酞菁铁电催化性能研究
酞菁类物质因其特殊的大环共轭结构而具有良好电催化性能，通过改变其共轭环上的取代基及中心金属原子和分子的聚集方式实现分子设计，这种结构的可调变性赋予它作为电催化剂性能开发的广阔空间。 燃料电池是一种环境友好的发电装置，阴极氧还原催化剂对燃料电池的性能起着关键作用。燃料电池阴极催化剂通常分为
高性能电催化剂的制备的新思路
甲酸/甲酸盐作为一种重要的化工原料及燃料被广泛应用于化工、能源等领域。但工业化制备甲酸/甲酸盐的过程十分耗时、耗能，但电化学合成工艺可以在常温常压下得到甲酸/甲酸盐产物，是一种有前景的替代方案。然而，如何设计开发高效稳定的甲酸/甲酸盐电化学合成体系是目前面临的挑战。 电催化CO2还原反应（CO
在酸性环境中极端稳定的高性能电催化剂
氢能源是当前最具应用前景的高效清洁新能源技术。相比传统的甲烷水蒸气重整制氢工艺和碱性电解水工艺，质子交换膜水电解装置具有启动速度快、氢气纯度高、产氢速率快、电流密度大和能量效率高等显著优势，有望成为下一代先进清洁制氢方法。然而，在酸性介质中非铂基催化剂一般很不稳定，活性金属成分容易在电解池操作过
研究发明在酸性环境中极端稳定的高性能电催化剂
氢能源是当前最具应用前景的高效清洁新能源技术。相比传统的甲烷水蒸气重整制氢工艺和碱性电解水工艺，质子交换膜水电解装置具有启动速度快、氢气纯度高、产氢速率快、电流密度大和能量效率高等显著优势，有望成为下一代先进清洁制氢方法。然而，在酸性介质中非铂基催化剂一般很不稳定，活性金属成分容易在电解池操作过
我国科学家构筑高性能离子掺杂水滑石电催化剂
近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所与南开大学、河南师范大学等单位合作，在离子掺杂水滑石电催化剂研究方面取得新进展，构筑了具有优异氧析出性能的Cr掺杂的CoFe水滑石电催化剂，相关研究成果发表在国际期刊Small上。 日益增长的环境污染和能源需求，迫使人们一直致力于寻找低成本、高效
什么是电催化
电催化设备又叫电催化氧化设备，是基于电化学技术原理的一种处理高浓度、难降解、有毒有机污染物的专用设备。电催化设备主要用于高浓度有机废水有机物降解处理和有机毒物的分解处理。该设备技术方法是当今废水处理的热点，是处理高浓度有机废水处理的新工艺。
表面可控的IrOx纳米材料－具有优异的电催化分解水的性能
氢能是最有前途的绿色能源形式之一，而水的电催化分解是得到高纯度氢的理想过程。近些年来，人们发现利用固体聚合物电解质膜在酸性介质中进行水的电解能使得氢气的生产和分离变得更加容易。因此，对于在酸性介质中具有高活性和寿命的金属Ir基电解水催化剂的研究和开发也引起许多科研工作者的关注。已有的研究表明，含
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
新方法可快速筛选低成本、高性能单原子合金电催化剂
近日，华东理工大学费林加诺贝尔奖科学家联合研究中心教授马巍课题组，在单颗粒水平上实现了原子间距精准可控单原子合金（SAAs）电催化剂的原位制备与催化性能实时测量，为低成本、高性能SAA电催化剂的筛选提供了一种简单而有效的方法。相关研究发表于《纳米快报》。 调节SAAs的原子间距可有效调控其电催化活性
Au@ZnO纳米颗粒自组装阵列－及其光电催化性能研究获进展
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，与济南大学教授李村成合作，在Au@ZnO核壳纳米颗粒自组装及光电催化析氢性能研究方面取得进展。图1.Au@ZnO核壳纳米粒子(a) 低倍TEM图，(b) 高倍TEM图，(c) SEM图，(d) HRTEM图。图2.不
Pd纳米晶的二氧化碳电催化还原性能研究获进展
近日，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室和化学与材料科学学院教授曾杰课题组与杨金龙课题组展开合作，在理解表面应力效应对CO2电催化还原反应的调制方面取得新进展。研究人员设计合成了Pd单晶八面体纳米晶和孪晶二十面体纳米晶的准模型催化体系，详细阐述了Pd纳米晶表面应力与CO2电催化还原性能
电催化有效的氢气生产
一组科学家通过使用高分辨率显微镜方法发现，电催化剂表面上的第一个原子层具有决定催化剂效率的化学变化。通过优化表面，可以加速水的电解。 电催化是电力行业将电能直接转化为化学能的不可或缺的过程。这一点变得越来越重要，因为可再生能源产生的电能数量只能在日常消费波动的有限范围内进行调整。例如，储存过量电
新型无负载流动相电催化体系实现高效电催化合成氨
近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所环境与能源纳米材料中心和液相激光加工与制备实验室合作，在常温常压下电催化氮气还原研究中取得新进展。相关研究成果以Efficient electrocatalytic nitrogen reduction to ammonia with aqueou
碳基电催化剂中金属位点的可控合成与电催化应用获进展
电催化剂在未来清洁能源转换与存储装置中有着重要应用，之前的大量研究通过热解法在碳基材料中引入金属组分与氮的掺杂来提高电催化活性。然而，金属有多种存在形式，且其形成及催化作用始终存在争议。 近日，中国科学院上海硅酸盐研究所研究员施剑林与陈航榕带领的课题组在碳基电催化剂中金属位点的可控合成与电催化
研究实现高能效电催化产氢
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/3/519852.shtm近日，大连理工大学杨明辉教授团队构建了高度晶格匹配结构的双相金属氮化物材料，并通过耦合肼降解来高效生产氢气，这有利于促进金属氮化物基电催化剂的发展，在低能耗制氢和环境保护方面具有广阔的
我科学家设计新型电催化材料
中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室教授谢毅、特任教授孙永福课题组设计出一种新型电催化材料，能够将二氧化碳高效“清洁”地转化成液体燃料甲酸，最新一期的《自然》杂志刊发了这项成果。 如何更有效地减少空气中的二氧化碳，科学界做了很多工作。现有的方案中有些需要采用昂贵的贵金属催化剂，也有
增强非贵金属电催化剂析氢活性和稳定性之构筑纳米结构
众所周知，电催化电流的大小与电催化剂的有效表面积息息相关。对电催化剂的化学组成或构相进行调整可增加催化活性中心的区域密度，而改变形貌(如纳米结构)即提升实际表面积也可增加可用的活性位点。不改变每个位点的反转频率(TOF)，简单地通过电催化剂表面褶皱以增加可用位点的数量，定会提高整体电催化性能。这可能
增强非贵金属电催化剂析氢活性和稳定性之导电基底复合
高活性电催化剂(特别是导电性能较差)可通过与导电助剂制备复合材料增强导电性，上述导电助剂包括炭黑、纳米碳纤维或超细纤维、石墨碳、rGO、碳纳米管以及聚合物等。将电催化材料与导电基底进行整合通常可改善其性能和稳定性，由于将电催化剂直接与导电基底复合确保了电子传输通路阻抗较低并减少了电催化剂物理分层的可
Angew：工业电催化氧化高附加值甾醇耦合产氢
甾体激素类药物是仅次于抗生素的第二大类化学药物。甾体醇氧化是一类重要的化学反应，传统甾体醇氧化采用重金属铬作为化学氧化剂，该工艺路线不安全、铬馇处理困难。甾体醇电催化氧化（ECO）是一种更简单、更经济的方法，可以用来合成复杂的甾体羰基产品，但由于甾体醇分子结构复杂，位阻大，在水中的溶解度差，因此
理化所提出电催化重整废弃塑料路线
中国是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，塑料瓶的主要成份）最大的生产和消费国，2020年中国PET表观消耗量达到3298万吨。PET化学性质稳定，在自然环境下的降解周期达到200-400年，因此必须对废弃PET加强回收利用，阻止其对环境的污染以及碳资源的浪费。目前全世界对废弃PET的回收方式主要有两种，
理化所提出电催化重整废弃塑料路线
中国是聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET，塑料瓶的主要成份）最大的生产和消费国，2020年中国PET表观消耗量达到3298万吨。PET化学性质稳定，在自然环境下的降解周期达到200-400年，因此必须对废弃PET加强回收利用，阻止其对环境的污染以及碳资源的浪费。目前全世界对废弃PET的回收方式主要有两
纳米限域作用助力电催化碳碳偶联
由于世界范围内人们对化石燃料的消耗以及过量开采，大气中二氧化碳（CO2）水平持续升高，且已经对环境造成一定破坏。CO2过度排放带来的问题之一就是全球气温升高，这将对人类未来以及地球环境造成深远的影响。CO2电化学还原技术将清洁能源所产生的可持续电力以化学能的形式进行存储，得到具有高附加值的化学品
电催化氢化的原理和反应过程
优点为绿色的氢化反应:不需要高压氢气等还原剂;反应条件温和;氢气过程易于控制。在碱性介质中,水在阴极被还原生成活性氢原子,此活性氢原子在阴极表面催化靛蓝分子的羰基加氧,在氢氧化钠碱性介质中生成靛蓝隐色体钠盐。副反应主要是析氢反应,降低了电解效率。
科学家开发出高效电解水催化剂
中科院化学所分子纳米结构与纳米技术重点实验室胡劲松课题组在氢能的清洁获取与应用方面开展了系列研究，并开发出新型高效电解水催化剂。相关成果日前发表于《美国化学会志》等杂志。 据了解，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，从而大幅降低制氢成本。其关键是如何有效降低电极上析氧
兰州化物所纳米多孔结构光阳极材料研究获系列进展
光电催化分解水制氢可实现太阳能到化学能的转化，是获得清洁能源的一个重要途径。如何发展具有高效太阳能光电催化性能的半导体光阳极材料是实现太阳能清洁应用的关键问题。纳米多孔半导体材料因其较高的比表面积、良好的光吸收等优异性能，在太阳能光电催化研究领域备受关注，然而纳米多孔材料的光吸收及其光电催化作用
理化所超小NiO纳米片高活性电催化剂研究获进展
二维纳米材料因其独特的层板结构、大比例暴露活性位等优势，在光电催化方面展现了优越的性能，引起科研人员的广泛关注。层状双氢氧化物（水滑石，LDH）因其层板由多种组分构成、层板厚度可调等优势，在催化方面展现了极强的可调控性。 中国科学院理化技术研究所研究员张铁锐团队多年来集中纳米材料的可控设计以及
科研人员制备出Co掺杂MoS2双功能全分解水电催化剂
近期，中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所环境与能源纳米材料中心在Co掺杂MoS2双功能全分解水电催化剂催化活性调控方面取得进展，相关研究成果发表在国际期刊《先进材料》（Adv. Mater., 2018)和《化学通讯》（Chem. Commun., 54, 3859-3862 (2018)）
化学所开发出新型高效电解水催化剂
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。其关键是如何有效降低电极上析氧反应(OER)和
“锌中有铜，效率大不同”，双金属电催化剂的高效转化
利用可再生的电能将CO2通过电还原反应（CO2RR）转化为高附加值产物有望缓解CO2排放及其产生的环境问题。合理设计催化剂以最大限度地提高对所需产品的活性和选择性，对于CO2RR的工业化至关重要。CO作为电化学CO2RR的主要产物之一，是合成气（Syngas）的重要组分，后者则是化工行业中最重要