科学家提出“亚稳相催化”设计策略

工业大规模电解水制氢主要采用碱性电解水制氢技术,其制氢工艺简单,产品纯度较高,是颇具潜力的大规模制氢技术。然而,超高电流下,超低过电位与低成本之间的权衡仍是工业电解水制氢的挑战。在该研究领域,计算电化学方法、机器学习、电化学实验表征紧密结合,为设计高活性析氢电催化剂奠定了基础。 近日,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员刘建军团队与复旦大学教授叶明新、沈剑锋团队合作,提出了“聚阴离子掺杂诱导亚稳相催化”的催化剂结构设计策略,通过磷酸根掺杂亚稳相β-NiMoO4激活费米能级处活性电子态,有效降低碱性电解质水分解生成H*能垒,进一步促使H*耦合生成H2脱附,表现出最佳的氢吸附自由能(-0.046eV),高效提升催化剂本征稳定性和活性。研究发现,磷酸盐取代的β-NiMoO4在1000mAcm-2的超高工业电流密度下保持200h的长期稳定,过电位仅为-210mV。相关成果发表在Nature Communications上。 基于“亚......阅读全文

氢气发生器电解水制氢的应用

该方法成本较高,但产品纯度大,可直接生产99.7%以上纯度的氢气。这种纯度的氢气常供:①电子、仪器、仪表工业中用的还原剂、保护气和对坡莫合金的热处理等。②粉末冶金工业中制钨、钼、硬质合金等用的还原剂。③制取多晶硅、锗等半导体原材料。④油脂氢化。

-利用太阳能电解水制氢技术取得进展

  德国亥姆霍兹柏林材料与能源中心(HZB)和荷兰代尔夫特理工大学(TU Delft)的研究人员联合组成的科研小组,成功研发出一种价格低廉的利用太阳能进行电解水制氢的方法,相关成果发表在近日出版的《自然·通讯》杂志上。   科学家们开发的这套系统可以通过太阳光将水分解成氢气和氧气,这使得太阳能

德发明太阳能电解水制氢新工艺

  德国柏林的赫尔姆茨太阳能燃料研究所研究人员应用特殊纳米材料,日前发明了高效利用太阳能制氢新工艺。这种纳米材料可以使太阳能转化为电能的效率达到80%。  新工艺采用的是水电解原理。在中学课堂上我们就知道,将两根电极插入水中,在电磁场作用下,水可以分解成氢气和氧气。氢是一种可以存储的能源,氢燃料电池

宁波材料所SOEC高温电解水制氢取得重要进展

  氢能的开发首先要解决廉价的氢源问题,目前90%以上的氢气来自于天然气。由于太阳能、风能在能源结构中的比例逐渐提高和其间隙式的特点,多余的电能以氢气的方式储存是解决可再生能源储存的一种模式。应用固体氧化物燃料电池逆反应进行高温电解水制氢,结合可再生能源和先进核能提供的热能和电能,热

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》

我国可再生能源电解水制氢装备实现突破

  记者6日从中国华电集团有限公司获悉,中国华电所属中国华电科工集团有限公司500标方/小时质子交换膜电解槽、3300标方/小时碱性电解槽产品日前正式下线,2.5兆瓦质子交换膜电解槽实证平台投用。这标志着我国可再生能源电解水制氢装备实现新突破,对加快构建新型能源体系、实现“双碳”目标具有重要意义。 

福建物构所电解水制氢研究取得新进展

  电解水制氢是实现可持续氢经济的一项重要能源技术。它能够由多种可再生能源转变的电能驱动实现清洁、快速、集中地生产高纯度的氢气,从而实现将时间、空间分布不均匀的可再生能源转换为稳定的化学能。电催化剂是提高电解水系统能源效率的关键部分。开发廉价、高性能的析氢和析氧催化剂是促进电解水系统大规模化应用的基

新材料可延长制氢催化剂寿命

8月27日,记者从海南大学获悉,该校海洋科学与工程学院科研人员制备出超细铱钌纳米线材料,这为设计高效质子交换膜电解水催化剂提供了一种可行方法。相关论文发表于国际期刊《先进功能材料》。质子交换膜电解水(PEMWE)技术具有能量转换率高、产物氢气纯度高等优点,是一种前景广阔的制氢技术。阳极析氧反应(OE

新复合催化剂可高效分解水制氢

   美国休斯顿大学官网19日发布公告称,该校研究人员联合加州理工大学的同行,发现了一种能高效分解水制氢的新型复合催化剂,水制氢效率已达实用水平,且成本低、无毒,有望克服水制氢的难题,推动氢燃料电池的发展。  新催化剂的制取过程:b-c表示600℃下制取硒化镍泡沫,d-e表示500℃下制取钼硒化硫覆

类酸催化剂助力碱水电解制氢

  析氢反应(HER)是一种利用电力和催化剂,将水转化为氢气的技术。在碱性电解水制氢领域,钼镍合金催化剂因高活性、稳定性好,且成本低于贵金属,成为贵金属催化剂的有力替代者。但因其活性位点的不确定性,限制了高效钼镍合金碱性析氢催化剂的合理设计与开发。  中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所团队制备了

学者研发催化剂实现碱性甲醛高效制氢

近日,松山湖材料实验室研究员刘利峰团队携手中山大学、武汉大学科研人员,成功构建了一种铜基催化剂(DO-Cu-NS/CF)。该催化剂可在碱性条件下实现多聚甲醛(p-HCHO)的高活性、高选择性电氧化。相关成果发表于《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)。混合电解

新型催化剂实现高效全分解水制氢

高效全分解水制氢示意图。中国科学院大连化学物理研究所供图  中国科学院大连化学物理研究所研究员章福祥团队在宽光谱捕光催化剂全分解水制氢研究中取得新进展。他们发现金属载体强相互作用可显著促进Ir/BiVO4光催化剂体系的界面电荷分离和水氧化性能,进而建立了高效的“Z”机制全分解水制氢体系,其室温下制氢

新型催化剂让海水制氢“绿色”又便宜

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永安行:即将发布全球首款太阳能电解水制氢储氢能源系统

  永安行官微发布消息,2024国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会(FCVC 2024)将于6月4日—6月6日在上海嘉定召开。届时永安行将发布全球首款太阳能电解水制氢储氢能源系统。 

电解水制氢与甘油高值转化耦合研究取得重要进展

为了解决电催化甘油氧化(GOR)技术中,催化剂“不务正业”的问题,中国科学院金属研究所(下称金属所)太阳能与氢能材料研究团队,通过添加微量铜离子,给催化剂穿上了一层不断自我修复的“动态铠甲”,抑制催化剂非晶化,能够显著提升催化材料性能。该成果10月21日发表于《自然-可持续发展》。甘油是生物柴油产业

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

高产率、低功耗、高附加值,电解水制氢新进展!

  近日,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在生物质氧化耦合低能耗电解水制氢领域取得新进展,相关研究发表于《化学》。  利用可再生电力驱动的电解水制氢,是助力我国“双碳”目标实现的理想途径之一。电解水产氢与替代阳极产氧反应的生物质氧化反应进行耦合,可以构建低能耗的制氢系统,同时生产

高产率、低功耗、高附加值,电解水制氢新进展!

近日,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在生物质氧化耦合低能耗电解水制氢领域取得新进展,相关研究发表于《化学》。利用可再生电力驱动的电解水制氢,是助力我国“双碳”目标实现的理想途径之一。电解水产氢与替代阳极产氧反应的生物质氧化反应进行耦合,可以构建低能耗的制氢系统,同时生产高附加值

我国学者在质子交换膜电解水制绿氢领域取得进展

图 同步生长策略制备嵌入型酸性电解水催化剂  在国家自然科学基金项目(批准号:22279019、22205038、22393911、22273011)等资助下,复旦大学张波、徐一飞、段赛、徐昕合作在电解水制氢研究方面取得重要进展。相关成果以“熟化诱导嵌入形成的超稳定析氧反应电催化剂(Ultrasta

科学家开发具自修复功能的电解水制氢阳极材料

华东理工大学材料科学与工程学院教授侯宇、杨化桂,副教授刘鹏飞团队,开发了一种具有自修复功能的镧掺杂钴锰氧化物(LCM)阳极材料,在工业级电流密度下实现了长达1200小时的稳定运行,为设计下一代高性能、低成本、长寿命的PEMWE阳极材料提供了新思路,对降低制氢成本、推动绿氢产业发展具有重要意义。相关研

中石化首套质子交换膜电解水制氢示范站投用

11月8日,《中国科学报》获悉,近日中国石化首套质子交换膜(PEM)制氢示范站在所属燕山石化启动投用,标志着中国石化自主研发的国产PEM制氢设备打通了从关键材料、核心部件到系统集成的整套流程。此举为企业利用“绿电”制“绿氢”提供了可复制的技术和工程示范,对加快推进能源转型、促进北京市建立绿氢能源基地

质子交换膜电解水制氢有序化膜电极方面获进展

  近日,中国科学院上海高等研究院研究员杨辉团队在质子交换膜电解水制氢研究中取得重要进展。相关研究成果以Overall design of anode with gradient ordered structure with low iridium loading for proton exchan

中国科大设计出新型光解水制氢复合催化剂

  近日,中国科学技术大学熊宇杰教授课题组,通过与罗毅研究团队的江俊教授和张群副教授在材料设计与合成、理论模拟和先进表征中的“三位一体化”合作,在光解水制氢方面取得新进展。研究人员通过设计半导体-金属复合结构中的半导体表面晶面,首次实现了半导体的内禀性电荷空间分布和半导体-金属间肖特基势垒驱动的电荷

新型纳米片催化剂实现自驱动电解海水制氢

近日,松山湖材料实验室研究员刘利峰团队与意大利拉奎拉大学教授A. Politano团队及南京林业大学教授D. W. Boukhvalov团队合作,采用液相剥离法制备了二维层状PtTe纳米片(e-PtTe NSs)催化剂,实现了自驱动电解海水制氢。相关成果发表于《先进功能材料》(Advanced Fu

美研究原子尺度的催化剂-可用以廉价制氢

  据物理学家组织网1月23日(北京时间)报道,美国北卡罗莱纳州立大学的研究人员发现,一种单原子厚度的二硫化钼薄膜(MoS2)能作为催化剂生产氢气,替代昂贵的铂催化剂。与传统技术相比,新技术不但成本低廉,使用上也更为简单灵活。该发现为廉价氢气的生产打开了一扇新的大门。相关论文发表在最近出版

将镍纳米颗粒用作高效氨分解制氢催化剂

  以钠型ZSM-5分子筛为载体,在啡咯啉配体络合作用下制备均匀分散于ZSM-5分子筛的镍纳米颗粒,用作高效氨分解制氢催化剂。    随着温室气体排放的增加和恶劣气候的加剧,人类寻找可替代化石燃料的新能源迫在眉睫。氢气(H2)被认为是最清洁的能源之一。然而,氢气体积能量密度低,爆炸极限范围较大(4%

法国新研究有望降低氢能源生产成本

  氢能源是一种清洁的可再生能源,可以通过电解水制取。但电解水制氢需用铂作催化剂,这种贵金属的稀缺性制约了电解水制氢的长期发展,并使其成本居高不下。法国研究人员日前使用钴合成两种可以替代铂催化剂的新材料,从而使氢能源制取低成本化成为可能。   用于提高电解水效率的催化剂应像铂催化剂一样,具有活性高

中国科大高效电解水制氢电极材料的设计与制备研究获进展

  将可再生能源(如太阳能、风能、水位能等)以氢为媒介存储、运输和转化可实现环境友好和可持续发展的经济构型。当前95%以上的氢气来自于化石燃料,而水作为氢的重要来源之一,从其提取出来的氢的总能量是地球化石燃料热量的9000倍。将水电解制氢涉及两个重要的基本反应,即阴极水的还原和阳极水的氧化。然而,反

大连化物所兆瓦级PEM电解水制氢系统等交付投运

  近日,中科院大连化学物理研究所(以下简称大连化物所)研究员邵志刚团队研制的、具有自主知识产权的兆瓦级质子交换膜(PEM)电解水制氢系统、兆瓦级氢质子交换膜燃料电池发电系统顺利通过工程验收,并交付国网安徽省电力有限公司(以下简称国网安徽),正式投入运行。这标志着我国拥有自主知识产权的兆瓦级PEM电

高研院等在质子交换膜电解水制氢研究中取得进展

  发展氢能的“初心”是基于可再生能源的电解水绿色制氢,但高的贵金属催化剂用量是质子交换膜电解水制氢成本居高不下的主要原因之一。中国科学院上海高等研究院杨辉团队与美国凯斯西储大学戴黎明课题组合作在氢能源研究领域取得新进展,发展了碳缺陷驱动的铂原子团自发沉积新方法,实现了电解水制氢阴极Pt用量大幅降低