中国科大基于原子精度壳层设计取得光解水制氢新进展

太阳能被认为是21世纪最清洁的能源,而光解水制氢是一种可以直接将太阳辐射能转化为氢能的途径,是极具发展潜力的新能源技术。助催化剂可以促进光生电荷分离和提供反应活性位点的作用,已广泛应用于光催化领域中。尽管贵金属铂材料早已证实是一类优异的光解水制氢助催化剂,然而其高成本促使人们一直在寻找降低铂用量的方法。中国科学技术大学教授熊宇杰课题组针对该瓶颈,设计了一类具有原子精度壳层结构的助催化剂,在降低贵金属铂用量的同时大幅度提高光解水制氢性能。该研究成果近日在线发表于《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. DOI: 10.1002/anie.201508024),并被选为该期刊的VIP Paper。 该工作的创新点在于,研究人员基于课题组先前发展的界面电荷极化作用机制设计出了一类具有原子精度壳层的钯-铂核壳结构助催化剂。该别出心裁的设计利用钯-铂金属间的电势差作为半导体中光生电子的“运动”驱动力,使得电子自发......阅读全文

新型催化剂点亮氢能储放未来

  近日,中科院煤化所与国内多家科研机构合作,采用铂-碳化钼双功能催化剂实现对水和甲醇的高效活化,在低温下获得了极高的产氢效率。此催化体系有望作为下一代高效储放氢新体系得到应用。  氢能是一种公认的高热值清洁能源,高位发热值是汽油发热值的3倍,也被称为“能源货币”。氢燃料电池是当前最具潜力的新一代氢

非贵金属析氢催化剂研究获进展

  近日,中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心、中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室(筹)与材料系双聘研究员陈乾旺课题组发现,氮掺杂石墨烯层包覆的合金粒子作为酸性条件下电解水制氢(HER)催化剂,表现出优异的性能和循环稳定性。相关研究成果以Non-precious alloy enca

制氢新突破——廉价高效“双金属”催化剂

  特拉华大学和哥伦比亚大学的研究人员制备出了一种廉价的双金属催化剂,该催化剂是由铜钛金属模拟贵金属铂的结构制备而成,其可以大大提高电解水制氢的效率,应用前景广阔。  德拉瓦大学的研究人员发现了一种廉价且高效的催化剂,可以将水转化为氢燃料,这使氢成为可持续能源更进一步。  “二氧化碳的排放使人们越来

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)

TEMEDX能区别出催化剂中的金属和金属合金吗

我是做双金属催化剂的。我做了XRD和TPR表征,发现催化剂中有金属单质和金属合金,审稿人要我做TEM-EDX来表征金属和金属合金,我该怎么办,能区分开来吗?如果能,金属和金属合金在TEM下有什么区别?EDX不是只能做元素种类的鉴定吗!请高手给点建议,谢谢了,很急!TEM和EDX联用是能区分开的,ED

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属磷化物

金属磷化物与普通金属化合物(如碳化物、氮化物、硼化物和硅化物)具有相似的物理特性,其具有较高的机械强度、导电性和化学稳定性。不同于碳化物和氮化物相对简单的晶体结构(如面心立方、密堆六方或简单六方),由于磷原子的半径大(0.109 nm),磷化物的晶体结构是三斜。磷化物中斜方构造子与硫化物类似,但金属

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

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

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

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属氮化物

金属氮化物(TMNs)具有独特的物理和化学性质。一方面,氮原子的加入改变了母体金属d带的性质,导致金属d带的收缩,使得TMNs的电子结构更类似于贵金属(如Pd和Pt)。另一方面,氮由于原子半径小可以嵌套在晶格的间隙中,所以金属原子的排列总是保持紧密堆积或接近紧密堆积,赋予了TMNs较高的电子导电率。

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属硼化物

与金属磷化物类似,金属硼化物材料也具有一定的HER催化活性,已获得研究人员的关注并进行研究。金属硼化物(及其合金)可以简单的通过金属卤化物和硼氢化盐溶液反应制备。例如,已对掺杂或纯非晶态硼化镍(Ni2B)在碱性介质中的HER电催化性能进行探索。最近,硼化钼(MoB)在酸性和碱性条件下均具有较好电催化

电解水制氢中的非贵金属催化剂之金属硒化物

硒(Se)和硫(S)都是元素周期表VIA族的元素,硫在第三周期,硒在第四周期。因此这两个元素不仅一些有相似之处,也有不同点。类似的是,它们最外层都有6个电子和相似的氧化数。元素的最外层电子排布往往决定了这些元素形成的化合物的化学性质,这意味着相对于金属硫化物,金属硒化物对HER也有相似的活性。随着对

金属氧化物催化剂与金属催化剂的区别

金属氧化物催化剂与金属催化剂的区别:1、主要催化活性组分不同。金属氧化物催化剂的主要催化活性组分是金属氧化物。金属催化剂的主要催化活性组分是金属。2、作用及应用不同。金属氧化物催化剂广泛用于氧化还原型机理的催化反应;主族元素的氧化物多数用于酸碱型机理的催化反应(见固体酸催化剂),包括氧化、脱氢、加氢

专家看好中国氢能产业-氢能汽车受关注

  中国氢能产业发展如何?氢能技术如何应用?国际氢能协会副主席、清华大学教授毛宗强认为,中国具备应用氢能的实力,在氢燃料电池、电动汽车领域均有广阔的发展前景。  18日,诸多专家聚集京城,探讨中国氢能产业现状,并发布氢能产业宣传片《第一元素》。排在元素周期表第一位的“氢”,是自然界最丰富的元素之一。

专家看好中国氢能产业-氢能汽车受关注

  中国氢能产业发展如何?氢能技术如何应用?国际氢能协会副主席、清华大学教授毛宗强认为,中国具备应用氢能的实力,在氢燃料电池、电动汽车领域均有广阔的发展前景。  18日,诸多专家聚集京城,探讨中国氢能产业现状,并发布氢能产业宣传片《第一元素》。排在元素周期表第一位的“氢”,是自然界最丰富的元素之一。

专家看好中国氢能产业-氢能汽车受关注

  中国氢能产业发展如何?氢能技术如何应用?国际氢能协会副主席、清华大学教授毛宗强认为,中国具备应用氢能的实力,在氢燃料电池、电动汽车领域均有广阔的发展前景。  18日,诸多专家聚集京城,探讨中国氢能产业现状,并发布氢能产业宣传片《第一元素》。排在元素周期表第一位的“氢”,是自然界最丰富的元素之一。

增强非贵金属电催化剂析氢活性和稳定性之化学掺杂

金属和金属合金电催化活性趋势与电催化剂的电子结构和性质有关。同样,“促进”物种对某些电催化剂本征活性的影响已有报道。因此可利用掺杂来调整电催化剂的电子特性,将缺电子或富电子的物质引入主体材料,可以调整其费米能级,改善其它电学性能,进而增强其电催化活性。上述掺杂物种也可能改变催化中心的氧化态以改变其本

氢能产业迎来风口,多地出台政策抢占氢能“新赛道”

近期,我国多地密集出台支持政策,积极抢占氢能发展“新赛道”,相关产业开发和应用加速落地。业内人士指出,当前我国氢能产业链初具雏形,发展潜力逐渐释放。作为新兴产业,氢能产业链诸多环节还有待完善,进一步降本增效是未来重点。  抢占赛道 多地出台支持政策  5分钟即可加满氢,续航达400公里,排放物仅有水

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

电解水制氢催化剂应用

在宽pH范围内开发高效稳定的电解水制氢催化剂,对缓解能源危机具有重要意义。一种锚定在高熵稀土氧化物(HEREOs)空位上的Pt纳米颗粒(NPs),用于电解水高效制氢方法由南开大学杜亚平教授和香港理工大学黄勃龙教授等人首次报道。所制备的Pt-(LaCeSmYErGdYb)O表现出优异的电化学性能,在0

新型催化剂可高效生产氢能源

  美国研究人员在新一期《先进能源材料》上报告说,他们研发出一种新型低成本电解水催化剂,有助于高效生产氢能源。   能源转换是发展清洁能源的关键。风能和太阳能发电都是间歇性的,而电网需要持续稳定的输入,因此风能和太阳能发电不能直接接入电网,而需要介质存储起来或转换成其他形式的能源。眼下最有前景的途径

广东省出台氢能产业规划-氢能产业或达3000亿

  11月6日,广东省发改委等部门联合印发《广东省加快氢能产业创新发展的意见》。  《意见》提出,到2025年,氢能产业规模实现跃升,燃料电池汽车示范城市群建设取得明显成效,推广燃料电池汽车超1万辆,年供氢能力超10万吨,建成加氢站超200座,氢气供应体系持续完善,应用场景进一步丰富,产业核心竞争力

氢能领域团体标准发布

  12月6日,我国首个氢燃料电池氢气品质团体标准发布。  这项标准名为《质子交换膜燃料电池汽车用燃料 氢气》(T/CECA-G 0015-2017),由同济大学、中国科学院大连化学物理研究所、中国标准化研究院等11家机构共同制定。  “该标准规范了氢气中硫化物、氨、卤化物等微量燃料电池污染物的测试

新型催化剂破解海水直接制氢难题

  近日,西安交通大学电气工程学院、电工材料电气绝缘全国重点实验室相关科研团队成功研制出 Ru/Ti?C?O?@NF 海水电解双功能电催化剂。该研究突破了海水电解催化剂活性与稳定性难兼顾的瓶颈,阐明了界面键合的调控机制,为复杂电解质环境高效双功能电催化剂的开发提供了新思路。研究成果发表在《纳米能源》

加拿大氢能质子交换膜水电解制氢

能源短缺和环境污染已成为制约人类经济发展和社会进步的两大全球性的难题。及早进行能源消费结构转型,实现能源的可持续发展,已得到国际社会的共识。用氢作能源发电是21世纪人类zui理想的能源之一氢能具有资源丰富、可再生、可存储、清洁环保等特点,其研究越来越受重视。水电解制氢技术主要有碱性电解水[1]、固体

金属氧化物氧化催化剂选择

应具有如下功能:①为反应物提供的氧量足以形成产物,但又不致使其完全氧化;②能为反应物提供吸附(或配位)部位,使之变形,成为活化状态;③能在反应物之间传递电子。以上这些要求使选择氧化催化剂在使用上受到极大限制,催化剂的选择性对反应条件十分敏感,与催化剂本身以及载体和助催化剂的结构也很有关系。氨氧化催化

国创氢能产业创新联盟成立暨氢能战略合作签约仪式举行

  1月12日,由张家口市人民政府和中国电动汽车百人会共同主办的氢能与可再生能源论坛在京召开,“国创氢能产业创新联盟成立暨氢能战略合作签约仪式”同期举行。北京亿华通科技股份有限公司、北京汽车集团有限公司、张家口市氢能与可再生能源研究院等8家单位共同签署了氢能战略合作框架协议,并成立国创氢能联盟。  

金属所纳米碳材料负载金属催化剂研究获进展

  积碳是催化剂在催化反应过程中普遍发生的现象,尤其是在乙苯直接脱氢体系中,反应物乙苯分子在金属氧化物催化剂表面很容易快速的产生积碳,导致催化剂的失活。近期,中国科学院金属研究所沈阳材料科学国家(联合)实验室催化材料研究部刘洪阳副研究员和苏党生研究员,利用乙苯直接脱氢过程反应中的积碳过程,巧妙地设计

新型催化剂让海水制氢“绿色”又便宜

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/2/494284.shtm