科学家开发出高效碱性电解水单原子合金催化剂

近日,中国科学院大连化学物理研究所研究员章福祥团队设计合成了一种单原子铱修饰镍合金催化剂,用于碱性电解水析氢、析氧,具有水分子活化与H-H、O-O偶联功能,显著降低了析氢与析氧的过电势。相关成果发表在《先进材料》上。 太阳能光催化技术是实现太阳能至化学能转化的重要方式之一,而高效助催化剂的开发是实现高效光化学转化的重要一环。近年来大连化物所致力于通过电催化剂的优化设计开发高效光催化助催化剂,在电催化析氢、电催化析氧等催化剂设计合成与机理研究方面取得系列进展。 本工作中,研究团队设计合成了一种MoO2氧化物负载的单原子铱修饰镍合金电催化剂,展示了优异的碱性电解水析氢、析氧性能。原位表征和密度泛函理论计算结果表明,Ir1/Ni界面可显著降低了氢结合能,而Ir单原子修饰可促进Ni物种的表面重构进而提高OH中间物种的覆盖度,降低OER的速控步电势。 单原子Ir1Ni合金催化剂的开发有望作为助催化剂用于高效太阳能光化学转化,降低......阅读全文

非晶态合金催化剂的改性

非晶态合金催化剂处于热力学上的一种亚稳态,在反应过程中总是不同程度的向其稳定态(晶态)转变,从而导致催化剂活性或选择性的下降。研究表明 ,对于晶化温度低的非晶态合金,一般可以通过添加第3或第4组分来提高晶化温度。通过在非晶态合金中添加修饰剂,不仅能够显著的提高其催化活性和选择性以及抗硫和抗胺

瑞士开发新型高效廉价电解水纳米催化剂

  利用太阳能和风能发电,并用所获得的电能通过电解水生产氢气,是重要的储存可再生能源的技术手段。目前使用的加速电解水反应的催化剂有两类,一种催化效率高但需要使用贵金属铱材料,致使价格昂贵,另一类价格较低但催化效率不高。  瑞士保罗谢尔研究所(PSI)最近成功开发出一种可用于电解水获取氢气的高效纳米催

瑞士开发新型高效廉价电解水纳米催化剂

   利用太阳能和风能发电,并用所获得的电能通过电解水生产氢气,是重要的储存可再生能源的技术手段。目前使用的加速电解水反应的催化剂有两类,一种催化效率高但需要使用贵金属铱材料,致使价格昂贵,另一类价格较低但催化效率不高。   瑞士保罗谢尔研究所(PSI)最近成功开发出一种可用于电解水获取氢气的高效纳

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)

大连化物所实现利用铠甲催化剂去耦合电解水

  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二维材料与能源小分子转化创新特区研究组(05T6组)研究员邓德会团队以铠甲催化剂为电极,构建出高效稳定的电解水解耦装置。该研究工作为电力削峰填谷策略提供了新思路。  解耦电解水是一种具有潜力的削峰填谷策略,可以将用电低谷期的过剩电力利用起来

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

电解水制氢有了长寿命廉价催化剂

  中国科学院大连化学物理研究所韩洪宪研究员和李灿院士团队与日本理化学研究所合作,研发出一种可在强酸条件下长寿命电催化分解水的廉价电催化剂,并有望在大规模可再生能源制氢技术中应用。相关研究成果日前发表在《德国应用化学》上。  将太阳能转化为俗称“液态阳光”的“太阳燃料”,是应对未来化石燃料枯竭和气候

电解水制氢有了长寿命廉价催化剂

  中国科学院大连化学物理研究所韩洪宪研究员和李灿院士团队与日本理化学研究所合作,研发出一种可在强酸条件下长寿命电催化分解水的廉价电催化剂,并有望在大规模可再生能源制氢技术中应用。相关研究成果日前发表在《德国应用化学》上。  将太阳能转化为俗称“液态阳光”的“太阳燃料”,是应对未来化石燃料枯竭和气候

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

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

双功能催化剂高效电解水制氢研究中取得进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究员固体物理研究所纳米材料与器件技术研究部孟国文研究员课题组与韩国浦项科技大学合作,在过渡金属基催化剂的设计合成及其全电解水制氢方面取得新进展,通过优化设计与精准调控,在碳纤维布电极上原位生长制备单分散、超小尺寸过渡金属磷化物纳米晶均匀负载的氮掺杂碳分级纳米片阵列,

安培级电流下电解水催化剂超稳定性的原理

近日,大连化物所理论催化创新特区研究组(05T8组)肖建平研究员团队与日本理化学研究所中村龙平教授团队在电解水材料设计中取得新进展,制备了尖晶石构型的Co2MnO4材料,实现了超高效安培级电流密度电解水活性,并同时实现在酸性环境中超长的电解稳定性。  制备高活性且在酸性环境中具备超长的电解稳定性非贵

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

中国科大研制白铁矿型电解水制氢电催化剂

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/505283.shtm近日,受到在自然界酸性环境中能够稳定存在的白铁矿石的启发,中国科学技术大学高敏锐教授课题组研制了一种用于质子交换膜(PEM)电解池阴极析氢反应的白铁矿型催化剂,其可在1 A cm-2的

美开发出高性能合金燃料电池催化剂

  美国布朗大学研究人员开发出一种新型合金催化剂,既可以减少贵金属铂的用量,又具有良好的性能,其活性和耐久性指标都超过了美国能源部制定的2020年车用电催化剂技术指标,具有广阔应用前景。  铂催化剂成本高昂,是阻碍氢燃料电池广泛使用的重要因素之一。要降低成本,将铂与其他廉价金属结合制成合金催化剂是一

高效率长寿命金属玻璃电解水催化剂研究取得进展

  开发新型可再生清洁能源是当前材料领域关注的焦点问题。氢气,由于极高的质量能量密度、产物无污染等优势成为了极具潜力的可替代清洁能源,而利用高性能催化剂实现低能耗的水分解制氢是当前获得氢能源的主要手段之一。如何提高催化剂的性能,包括催化活性及其长期稳定性是影响氢能源应用的关键问题之一。迄今为止,已知

学者合作在酸性介质电解水释氧催化剂研究方面取得进展

图1(a,b)扭转应变的GB-Ta0.1Tm0.1Ir0.8O2-δ纳米催化剂TEM表征;(c-f)GB-Ta0.1Tm0.1Ir0.8O2-δ纳米催化剂的几何相位分析;(g,h)TaxTmyIr1-x-yO2-δ纳米催化剂的电化学表征  在国家自然科学基金项目(批准号:21776248、21676

快速获得铁基催化剂-电解水制氢研究获新进展

  近日,安徽工业大学材料科学与工程学院新能源材料团队在国际权威期刊《先进功能材料》(Advanced Functional Materials)上发表了电催化水分解制氢最新研究成果,该研究可在室温条件下快速获得单元金属铁基催化剂。  据了解,电解水制取氢气是目前获取可再生清洁氢能源的有效方式之一,

我所电解水催化剂的贵金属替代研究取得新进展

  氢能源是一种清洁、高效、可再生的理想能源,电解水制氢是实现工业化廉价制备氢气的重要手段。电解水过程包含析氢和析氧两个半反应,其中由于析氧反应过程在动力学上的困难性成为了电解水制氢的瓶颈。目前商用的析氧催化剂主要为IrO2和RuO2等贵金属,其高昂的价格和稀有的储量制约了这一过程的发展,寻找价格低

大连化物所邓德会团队实现利用铠甲催化剂去耦合电解水

  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二维材料与能源小分子转化创新特区研究组(05T6组)研究员邓德会团队以铠甲催化剂为电极,构建出高效稳定的电解水解耦装置。该研究工作为电力削峰填谷策略提供了新思路。  解耦电解水是一种具有潜力的削峰填谷策略,可以将用电低谷期的过剩电力利用起来

铂—非贵金属合金纳米线让析氢变得更容易

  记者8月9日从西安交通大学获悉,该校前沿科学技术研究院高传博教授课题组利用表面硫修饰的铂—非贵金属合金纳米线作为催化剂,在碱性条件下实现了高效的电解水析氢性能。这一成果发表在最新出版的国际化学领域权威期刊《德国应用化学》上,该催化剂是通过简单的水热方法合成的,具有较低的制备成本。  碱性条件下的

新技术拓宽“海洋绿能”综合利用视野

  近日,天津大学教授朱胜利团队和南开大学教授程方益团队合作,发表在《先进功能材料》上的论文,提出一种高活性、低成本,在工业级电流密度下依然具有良好催化稳定性的催化剂——碳掺杂纳米孔磷化钴(C-Co2P),为海水电解大规模制氢提供了新视角。  “随着海水电解制氢研究的不断深入,一定会实现氢能、风能、

朱胜利团队等开发新技术拓宽“海洋绿能”综合利用视野

   近日,天津大学教授朱胜利团队和南开大学教授程方益团队合作,发表在《先进功能材料》上的论文,提出一种高活性、低成本,在工业级电流密度下依然具有良好催化稳定性的催化剂——碳掺杂纳米孔磷化钴(C-Co2P),为海水电解大规模制氢提供了新视角。  “随着海水电解制氢研究的不断深入,一定会实现氢能、风能

韩国开发出铑合金催化剂提升燃料电池性能

   韩国科学技术研究院发布消息称,其研究团队最近开发出可用于固体碱膜燃料电池的高性能铑基础纳米催化剂,利用铑合金代替高价的铂,成功提升了燃料电池的性能。该成果在线发表在《美国化学会》(ACS Catalysis)杂志上。   一般来说,在碱性燃料电池能源中发挥核心作用的纳米催化剂,常用于电化学活性

韩国开发出铑合金催化剂提升燃料电池性能

   韩国科学技术研究院发布消息称,其研究团队最近开发出可用于固体碱膜燃料电池的高性能铑基础纳米催化剂,利用铑合金代替高价的铂,成功提升了燃料电池的性能。该成果在线发表在《美国化学会》(ACS Catalysis)杂志上。   一般来说,在碱性燃料电池能源中发挥核心作用的纳米催化剂,常用于电化学活性

中国科大发明超薄铂镍合金高效纳米催化剂

  中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家实验室曾杰课题组与美国阿克伦大学教授彭振猛合作,通过在钯纳米晶上生长超薄铂镍合金原子层的方法,成功研制出钯—铂镍核壳纳米催化剂。该催化剂具有很高的铂原子利用率,在催化质子交换膜燃料电池阴极氧还原反应中表现良好。相关成果日前发表于《美国化学会志》。  近年来,

高熵金属玻璃电化学析氢

  随着工业市场经济的高速发展,化石燃料的过度开采及使用所造成的全球生态环境危机已经成为人类命运共同体需要面临的首要挑战。今年,习近平主席在第75届联合国大会提出了我国在2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”的总体战略目标。氢能,作为最具可持续性和可再生的绿色能源,将在实现碳中和道路

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.