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。水分解涉及两个半反应,即阳极的析氧反应(OER)和阴极的析氢反应,这决定了水分解的效率。但是,缓慢的OER动力学一直是电化学水分解制氢广泛应用的主要问题,这与复杂的质子耦合多电荷转移过程密切相关,从而导致引发反应的高过电位。在过去,贵金属RuO2基氧化物被广泛用于促进OER的电催化剂,然而,它存在成本高和稳定性不足的问题。目前,越来越多的人致力于开发具有更高活性和耐久性的经济高效的OER电催化剂。由于催化剂的活性与活性位点的数量和内在活性直接相关,提高这两个参数的策略已被广泛利用。考虑到贵金属的高价格,非贵金属氧化物、硫化物和硒化物作为替代电催化剂......阅读全文

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。水分解涉及两个半反应,即阳极的

研究揭示晶格氧介导—氧空位反应机制

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/497873.shtm近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员吴忠帅团队与研究员肖建平团队合作,在电催化水氧化催化剂设计和机理解析研究方面取得新进展。合作团队发展了Rh掺杂和RuO2表面氧空位的协同新策略,

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

什么是析氧反应,析氢反应

吸氧腐蚀和析氢腐蚀吸氧腐蚀典型案例就是暴露在空气中的铁会生锈,或者一半在海水,一般在空气中的铁,在海水中的部分会生锈析氢腐蚀最常见的就是锌在盐酸或者稀硫酸中会发生反应生成氢气一个是吸收氧气,就是与氧发生反应一个是析出氢气,就是反应生成氢气环境是酸性溶液或者中性溶液,吸氧腐蚀是弱酸性溶液或中性溶液,析

用于全水电解的超薄二维非层状硒化镍的拓扑工程

  超薄2D层状Ni(OH)2纳米片和超薄2D非层状NiSe纳米片的结构演变示意图  尽管电化学功能新的希望显著,超薄二维非层状纳米材料的制造仍然具有挑战性。然而,目前的策略主要限于内在的分层材料。近日,复旦大学郑耿峰教授和新加坡国立大学Ghim Wei Ho教授(共同通讯作者)开发了组合式自调节酸

什么是析氧反应

什么是析氧反应,析氢反应,帮忙各举一个例子吸氧腐蚀:消耗氧气的腐蚀(类似金属被氧气氧化)析氢腐蚀:放出氢气的腐蚀(类似金属置换酸中的氢)

大连化物所揭示酸性水氧化晶格氧介导—氧空位反应机制

  近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员吴忠帅、肖建平团队合作,在电催化水氧化催化剂设计和机理解析研究方面取得进展。合作团队发展了Rh掺杂和RuO2表面氧空位的协同新策略,实现酸性水氧化过程的高效稳定催化转化,并揭示了晶格氧介导—氧空位反应机制(LOM-OVSM)。  电催化析氧反应(OER)作

电解水中的析氧反应

非贵金属催化剂的本征活性低。  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、

科学家揭示酸性电化学析氧反应机理,成功操控析氧反应路径

  通过一篇论文,深圳大学蔡兴科研究员和合作者打破了人们对于氧反应机制的固有认知。  研究中,针对新型酸性阳极氧气演化反应的氧反应机制机理,他们给出了充分的证据,能为设计阳极氧气演化反应催化剂提供一定参考。  进一步地,本次成果将能用于氢能制备。详细来说:使用质子交换膜水电解技术所制备的氢气纯度较高

利用钨氧化物中的氧空位控制电子空穴迁移路径

  Angew. Chem. Int. Ed.:利用钨氧化物中的氧空位控制电子空穴迁移路径,以提高其光催化析氧性能  全解水效率主要受到缓慢的析氧动力学的限制。因此,开发活性析氧催化剂是十分必要的。为此,作者设计合成了一种含氧空位的氧化钨光催化析氧催化剂,其析氧速率为683  µmol h-1g-1

研制出新型碱性水还原电催化剂

  中国科学技术大学教授俞书宏研究团队通过磷掺杂手段精准调控过渡金属硫族化合物二硒化钴的相变,成功实现其从稳定的立方相到亚稳态正交相的相转变,研制出在碱性介质中具有类铂析氢性能的高效水还原电催化剂,为从碱性水中大规模制氢提供了廉价高效的催化电极材料。这项成果日前发表在《自然—通讯》上。  研究人员发

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

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

科学家提出高效单原子催化剂设计新策略

  近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心教授曾杰团队,通过精准的单原子锚定位点设计,制备出一种可以高效催化电化学阳极反应的单原子催化剂。相关成果分别发表于《自然—通讯》《美国化学会志》,并被选为《美国化学会志》封面论文。  研究人员采用电化学沉积技术,选择性地将铱单原子锚定在羟基氧化

反应离子蚀刻机共享

仪器名称:反应离子蚀刻机仪器编号:85427700产地:瑞典生产厂家:瑞典型号:PTL 520/520出厂日期:198509购置日期:198509所属单位:集成电路学院>微纳加工平台>刻蚀工艺放置地点:微电子所新所一层微纳平台固定电话:固定手机:固定email:联系人:窦维治(010-6278109

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

尺寸不对称偶联策略助力可逆氧电催化

  安徽理工大学材料科学与工程学院教授张雷团队在电催化材料的设计合成与性能调控领域取得重要进展,提出了一种简单的“化学蚀刻/原位捕获”合成策略,制备了具有尺寸不对称Co单原子和金属Co纳米粒子组成的独特双壳层碳基纳米盒,并证明这种材料可以适用于可充电锌空气电池的空气阴极。相关研究成果近日发表于《化学

我国开发出多氧键合镍单原子负载石墨烯高效析氧催化剂

  近日,中国科学院大连化学物理研究所二维材料与能源器件创新特区研究组研究员吴忠帅团队与上海同步辐射光源研究员姜政团队合作,开发出一种多氧配位单原子镍负载石墨烯二维催化剂,具有高活性、高稳定性的电化学析氧性能。  清洁能源如太阳能、风能的波动性、随机性造成了大量的清洁能源废弃。电催化分解水生成氢气是

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。

反应离子蚀刻机共享应用

仪器名称:反应离子蚀刻机仪器编号:85427700产地:瑞典生产厂家:瑞典型号:PTL 520/520出厂日期:198509购置日期:198509所属单位:集成电路学院>微纳加工平台>刻蚀工艺放置地点:微电子所新所一层微纳平台固定电话:固定手机:固定email:联系人:窦维治(010-6278109

常见的氧族元素的化合物亚硒酸

亚硒酸是硒的含氧酸的一种,其中硒的氧化态为+4。它是白色正交晶系晶体,极易溶于水,由二氧化硒溶于少量水缓慢蒸发结晶并用氢氧化钾干燥得到。晶体中稍许畸变的SeO3基团,靠较强的氢键相互连接。固态亚硒酸在150℃分解。在更强的氧化剂(如臭氧、氯气、高锰酸根离子)作用下,亚硒酸也可以被氧化为硒酸。亚硒酸有

硅酸盐所锂空气电池电极材料的设计和机理研究获进展

  锂空气二次电池因具有超高的理论比能量而成为国际上的研究与开发热点,然而由于其正极复杂的气-液-固共存的三相结构,及其在循环稳定性、能量效率等方面所存在的问题,其实际应用仍然面临很大的挑战,开发高效的空气电极催化剂等材料十分迫切。近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员温兆银带领的团队在锂空气电池电

液固界面光催化析氧反应机制研究新突破

近日,华东理工大学化学与分子工程学院计算化学中心/工业催化研究所教授王海丰课题组首次在原子水平上定量地证明了温度调控的水/催化剂(TiO2)界面微环境,揭示了界面微环境在调控光催化反应中起着重要的作用,为通过调控界面微环境设计高催化活性体系提供了新的理论依据。相关研究在线发表于《自然—通讯》。 水/

研究人员开发出高性能锂氧气电池正极催化剂

近日,中科院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室二维材料化学与能源应用研究组研究员吴忠帅团队与纳米与界面催化研究组包信和院士团队合作,在锂氧气电池正极高效双功能催化剂研究方面取得新进展。团队开发出高活性(101)晶面占优的二维Mn3O4/石墨烯复合催化剂材料,构建出高容量、长寿命锂氧气电池。

析氢和析氧过程发生的原因和机理

就是说,实际的电极反应在进行的时候,会发生阴极电位比理论值低,阳极电位比理论值高的情况,这就叫做过电位.如果阴极析出的是氢气,就叫析氢过电位,析氧过电位也一样.过电位是由于电极的极化而产生的,就是说实际的电极反应已经偏离了理想的电极反应.  析氢过电位(一定程度上)可以用塔菲尔常数衡量,塔菲尔常数越

研究通过纳米反应器缺陷工程策略实现低电位电化学固氮

  近日,中国科学院大连化学物理研究所微纳米反应器与反应工程学研究组研究员刘健团队与澳大利亚伍伦贡大学超导和电子材料研究所梁骥团队合作,通过缺陷工程铁掺杂的策略,开发了铁掺杂W18O49纳米反应器,在低电位下同时实现了较高的NH3产率和较高的法拉第效率,为电催化高效固氮提供了新思路。  与传统的哈伯

电解制氢耦合高值化学品制备研究获进展

氢气既是能源载体又是工业气体。氢气根据其制备过程的排放情况,分为灰氢、蓝氢和绿氢,分别表示化石燃料制氢、工业副产氢和可再生能源制氢。当前,电解水制氢技术是重要的绿氢制备方法,但因阳极析氧反应动力学过程缓慢、过电位高等问题,使得整体能量转换效率偏低,制氢成本较高。这一技术瓶颈制约了绿氢的大规模商业化应

兰州化物所多相羰基化学研究取得进展

羰基构建与转化是羰基化学的主要研究内容。一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、生物质和烃类化合物通过催化转化的方法均可实现羰基的构建。过渡金属催化的CO羰基化反应是构建醛、醇、酸、酯、酰胺等含羰分子的有效手段之一,其中卤代芳烃和胺/醇的羰基化反应是合成酰胺/酯类化合物的重要方法。目前,该类反应的催化

青岛能源所开发出烯烃功能化新策略

烯烃功能化是实现烯烃制备高附加值精细化学品的一类重要反应。其中,烯烃双官能团化是该反应的重要策略之一,所得产物在合成香料、医药中间体以及涂料、油漆等方面有广泛应用。  前期,中国科学院青岛能源所研究所研究员杨勇带领的低碳催化转化研究组通过兼有氧化性和Lewis酸性的双功能铁基纳米结构催化剂的创制和反