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我国科学家研发出一种单原子OER催化剂,可降低制氢成本

近日,浙江大学化学工程与生物工程学院侯阳研究员,通过将高度分散的镍单原子锚定在氮—硫掺杂的多孔纳米碳基底,设计开发出了一种单原子OER催化剂,可以使电/光电催化水裂解析氧反应更加高效,从而提升制备氢气的效率。这种新型催化剂可将制氢成本降低80%,并大幅提升OER反应的稳定性。研究成果发布在最新一期的《自然通讯》中。 据研究人员介绍,氢气作为新一代清洁能源,具有无污染、燃烧值高、资源广泛的优势,最常见的生产方法就是通过水裂解产生氧气,进而形成氢气,这一过程需要催化剂才能加速反应效率。此前有科研人员研究出了金属铱作为催化剂来提升反应效率,但其价格却十分高昂。因此,研制出既保证催化效果又价格低廉的替代品,是学界面临的难题。 研究团队通过仿生学方法,从材料的原子结构开始剖析。他们发现叶绿体中存在一种金属——氮配位卟啉结构,可收集太阳能,利用光合作用氧化反应分解水,并释放出氧气。侯阳研究员介绍,他们还通过分析发现了镍—氮配位掺杂的......阅读全文

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 (2

中国科大 高效抑制电催化剂循环中活性元素成分流失

  析氧反应(OER)是光/电解水和金属空气电池等新能源存储与转化器件的关键半反应。发展廉价高效的OER电催化剂,进一步降低电极过电势,提升器件能量效率是非常具有挑战性的课题。材料缺陷工程能够调节催化剂的电负性、电荷分布以及配位环境,被认为是一种有效提升催化剂性能的策略。设计新型缺陷结构,营造新的活

合肥研究院制备出氧还原反应非贵金属基催化剂

  近日,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所纳米材料与器件技术研究部李越课题组在铁基纳米复合材料的OER催化性能研究方面取得新进展,合成的FeP/Fe3O4/CNTs复合材料展现出优异的氧还原反应催化活性及稳定性,并具有很好的本征活性和快速的动力学过程。该研究对设计非贵金属基催化剂具有一定的

高效单原子Fe基催化剂用于锌-空气电池研究获进展

  能源是人类文明进步和发展的物质基础。近年来,随着化石能源的逐渐消耗和日益突出的环境污染问题,人类对绿色、清洁、可再生能源的需求急剧增长。水分解、燃料电池、金属-空气电池等高效、低成本能量存储与转换技术的开发已成为研究的前沿领域。其中,锌-空气电池使用水系电解液具有低成本、安全、环境友好的优势,理

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

新型氰基空位高效抑制电催化剂循环中活性元素成分流失

  析氧反应(OER)是光/电解水和金属空气电池等新能源存储与转化器件的关键半反应。发展廉价高效的OER电催化剂,进一步降低电极过电势,提升器件能量效率是非常具有挑战性的课题。材料缺陷工程能够调节催化剂的电负性、电荷分布以及配位环境,被认为是一种有效提升催化剂性能的策略。设计新型缺陷结构,营造新的活

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

福建物构所新能源硼咪唑框架材料研究获进展

  通过电催化水分解产生氢气和氧气是未来非常有前途的一种替代能源。成功实现这一目标的关键在于开发出高效催化析氧反应(OER)和析氢反应(HER)的电催化剂,尤其是发展高效价廉的过渡金属基电催化剂已成为近年来新能源领域的研究热点。  中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室研究员张健领导的无

单元化再生阴离子交换膜燃料电池催化剂研究进展及展望

再生阴离子交换膜燃料电池  由于成本低,能量储存容量高,特别是与可再生资源整合时,单元化再生阴离子交换膜燃料电池(UR-AEMFC)被广泛认为是有前景的能量转换和存储设备。然而,氧电极反应长期以来一直是UR-AEMFCs的主要限制因素之一,这是由于其动力学缓慢并导致高超电势。近日,Giner. In

合肥研究院在电催化电极材料的构筑及应用方面取得进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所微纳技术与器件研究室研究员李越课题组在电催化电极材料的构筑及应用方面取得新进展,相关研究结果发表在国际期刊Journal of Materials Chemistry A (J. Mater. Chem. A, 5, 11163-11170 (20

电催化电极材料的构筑及应用研究取得进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所微纳技术与器件研究室研究员李越课题组在电催化电极材料的构筑及应用方面取得新进展,相关研究结果发表在国际期刊Journal of Materials Chemistry A(J. Mater. Chem. A, 5, 11163-11170 (201

大连化物所酸性条件下非贵金属电解水催化剂方面获进展

  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、太阳能研究部研究员韩洪宪和中科院院士李灿团队与日本理化学研究所教授(RIKEN)Ryuhei Nakamura研究团队合作,在酸性条件下非贵金属电催化分解水研究方面取得新进展,相关研究成果发表在《德国应用化学》(Angew. Chem.

生物质衍生碳基电催化剂构筑及应用研究获进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所环境与能源纳米材料中心在生物质衍生碳基电化学催化剂方面取得一系列进展。该系列研究为以廉价、资源丰富的生物质资源作为原材料制备高性能碳基电化学催化剂开拓了新的思路,具有重要的实际应用意义。相关研究成果相继发表在Phys. Chem. Chem. Ph

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

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

将地球丰量小分子转化为高附加值化学品

  以空气(氮气,氧气)、水、海水(NaCl)和甲烷为代表的地球丰量小分子是人类可以大规模、零成本或超低成本获取的,可用于制备大宗化学品,例如氨(NH3)、双氧水(H2O2)、氢气(H2)、氯气(Cl2)和醇类(例如甲醇)的主要原料。如图1所示, 氨、氯气、双氧水和甲醇都是世界年产量千万吨到亿吨级的

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

理化所高电流密度下可充放电式锌空气电池研究取得进展

  可逆锌空气电池具有价格低廉、环境友好和能量密度高(1084Wh kg-1)等优势,在便携式交通工具和能量储存器件应用方面潜力巨大。该电池的核心组分是驱动氧还原反应(ORR)和析氧反应(OER)的双功能催化剂,但存在动力学缓慢及循环稳定性差等问题。因此,发展廉价、高效的双功能催化剂,对于推动可逆锌

李灿院士 江雷院士 黄维院士 郎建平院士等成果速递

  1. Nature Chem.:双重电催化可实现共轭烯烃的对映选择性氢氰化  手性腈及其衍生物广泛存在于药物和生物活性化合物中。对映选择性烯烃氢氰化反应是合成这些分子的一种方便有效的方法。然而,目前仍然在研究以宽底物范围和高官能团耐受性为特征的普遍适用的方法。近日,康奈尔大学Robert A.

2019年,中国学者发表152篇CNS文章

  截至2019年10月26日,中国学者在Cell,Nature及Science在线发表了152篇文章,小编对于这些文章做了系统的总结:  按杂志来划分:Cell 发表了24篇,Nature 发表了70篇,Science 发表了58篇;  按是否有合作单位划分:其中有68篇文章由独立的一个通讯单位完

2019年中国学者发表CNS统计,谁是CNS发表之王?

  物理与材料学领域  【1】2019年12月11日,中科院物理所张余洋、丁洪及高鸿钧共同通讯在Science 在线发表题为“Nearly quantized conductance plateau of vortex zero mode in an iron-based superconducto

JACS/Angew/AM 11篇,赵东元、彭笑刚、楼雄文、张强等成果速递

  1. JACS:用于检测癌细胞和肿瘤中溶酶体甲醛含量的双“锁钥”钌复合探针  生物医学研究表明,过量的甲醛生成是造成组织癌变、癌症进展和转移的关键因素之一。响应性分子探针可以检测活细胞和肿瘤中溶酶体内的甲醛,并对药物引发的甲醛清除过程进行监测,这也有助于未来的癌症诊断和治疗监测。  大连理工大学

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

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

有图有真相 围观别人家的先进材料实验室

  分析测试百科网讯 明亮的落地玻璃窗,琳琅满目的仪器设备,严肃认真的研究人员穿梭忙碌。这是分析测试百科小编对复旦大学先进材料实验室的第一印象。  复旦大学先进材料实验室是教育部“985工程”二期重点建设项目之一,于2005年4月成立,通过物理、化学、生物、材料、信息、

福建物构所等自支撑MOFs电催化剂研究取得新进展

  电解水技术是从水中获取氢能的一种绿色高效的技术,但是四电子转移的析氧反应(OER)动力学缓慢,由此引发高的析氧过电势制约了电解水制氢的整体效率。因此,开发高效的析氧催化剂从而促进电解水技术的发展已势在必行。近年来,金属有机框架(MOFs)材料作为一种兼具均相催化与多相催化优点的晶态多孔材料,在催

福建物构所等自支撑MOFs电催化剂研究取得新进展

  电解水技术是从水中获取氢能的一种绿色高效的技术,但是四电子转移的析氧反应(OER)动力学缓慢,由此引发高的析氧过电势制约了电解水制氢的整体效率。因此,开发高效的析氧催化剂从而促进电解水技术的发展已势在必行。近年来,金属有机框架(MOFs)材料作为一种兼具均相催化与多相催化优点的晶态多孔材料,在催

郑耿锋:钴镍氧化物等电催化剂的电子结构调控进展

  近年来,研究人员在钴镍基氧化物/氢氧化物电催化剂的设计、合成上取得了较大的突破,使得该类材料在能源存储与转换领域展现出极其重要的应用潜力。其中,钴镍基氧化物/氢氧化物电催化剂的催化活性高度依赖于它们的表面电子结构。因此,可以通过调节钴镍基氧化物/氢氧化物电催化剂的表面电子结构来调节其电催化性质。

郑耿锋:钴镍氧化物等电催化剂的电子结构调控进展

  近年来,研究人员在钴镍基氧化物/氢氧化物电催化剂的设计、合成上取得了较大的突破,使得该类材料在能源存储与转换领域展现出极其重要的应用潜力。其中,钴镍基氧化物/氢氧化物电催化剂的催化活性高度依赖于它们的表面电子结构。因此,可以通过调节钴镍基氧化物/氢氧化物电催化剂的表面电子结构来调节其电催化性质。

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