告别昂贵铂金属:新型催化剂让清洁氢燃料成本大幅下降

清洁氢燃料一直被视为未来能源的重要组成部分,但其生产过程严重依赖昂贵的铂族金属,成本居高不下。华盛顿大学圣路易斯分校Gang Wu教授领导的团队成功开发出一种新型催化剂,在不使用铂金属的情况下实现了高效制氢,并在行业级条件下稳定运行超过1000小时。研究团队将磷化铼(Re2P)和磷化钼(MoP)结合在一起,创造了一种高效的复合催化材料。铼组件帮助氢气附着在催化剂表面并从表面释放,而钼则加速了碱性电解质中水的分解。当与镍铁阳极配对使用时,该系统的性能优于包括基于铂族金属材料在内的领先先进阴极。更令人印象深刻的是,这种催化剂在1和2安培每平方厘米的行业级电流密度下连续运行超过1000小时。这使其成为迄今为止为阴离子交换膜水电解器(AEMWE)开发的最耐用的无铂阴极之一。Wu教授指出,该催化剂在研究的电位范围内表现出最低的电阻,表明具有最快的氢吸附动力学。AEMWE技术利用来自可再生能源的电力将水分解为氢气和氧气,产生清洁氢燃料。Wu......阅读全文

南开团队研制出高效电解水制氢催化剂

日前,南开大学电子信息与光学工程学院罗景山教授团队联合西班牙巴斯克大学科研团队,在电催化水分解制氢研究中取得重要进展。该联合团队利用金属载体相互作用构筑了碱性条件高活性析氢催化剂,能够在每平方厘米5安培的大电流密度下稳定运行超过1000小时,满足了阴离子交换膜电解水制氢技术商业化应用的需求,相关研究

南开团队研制出高效电解水制氢催化剂

日前,南开大学电子信息与光学工程学院罗景山教授团队联合西班牙巴斯克大学科研团队,在电催化水分解制氢研究中取得重要进展。该联合团队利用金属载体相互作用构筑了碱性条件高活性析氢催化剂,能够在每平方厘米5安培的大电流密度下稳定运行超过1000小时,满足了阴离子交换膜电解水制氢技术商业化应用的需求,相关研究

南开团队研制出高效电解水制氢催化剂

日前,南开大学电子信息与光学工程学院罗景山教授团队联合西班牙巴斯克大学科研团队,在电催化水分解制氢研究中取得重要进展。该联合团队利用金属载体相互作用构筑了碱性条件高活性析氢催化剂,能够在每平方厘米5安培的大电流密度下稳定运行超过1000小时,满足了阴离子交换膜电解水制氢技术商业化应用的需求,相关研究

稳定运行超1000小时,南开联合团队电催化水分解制氢研究新进展

  日前,南开大学电子信息与光学工程学院罗景山教授团队联合西班牙巴斯克大学Federico Calle-Vallejo(费德里科 卡列—瓦列霍)教授团队在电催化水分解制氢研究中取得重要进展。该联合团队利用金属载体相互作用构筑了碱性条件高活性析氢催化剂,能够在每平方米5万安培的大电流密度下稳定运行超过

加错试剂,迎来电解水制氢催化剂新突破

西湖大学人工光合作用与太阳能燃料中心教授孙立成团队开发了一种新型非贵金属催化剂CAPist-L1的制备工艺,即向溶液中人为引入不溶纳米颗粒,在常温、常压条件下通过简单浸泡法,一步合成非贵金属催化剂——CAPist-L1。日前,相关研究成果发表在《自然—催化》。 CAPist-L1材料呈现多孔的透气结

新型催化剂材料可助力质子交换膜电解水制氢

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、教授杨化桂,开发了一种工况稳定、低贵金属载量负载的纳米团簇析氢电催化剂材料(PdHx-WCx),为设计质子交换膜电解水(PEMWE)负载电催化剂提供了新的见解。相关研究发表于《德国应用化学》。PEMWE技术具有制氢速率快、氢

南开联合团队在电催化水分解制氢研究中取得进展

南开新闻网讯(通讯员 赵佳 记者 高雨桐)日前,南开大学电子信息与光学工程学院罗景山教授团队联合西班牙巴斯克大学Federico Calle-Vallejo(费德里科 卡列—瓦列霍)教授团队在电催化水分解制氢研究中取得重要进展。该联合团队利用金属载体相互作用构筑了碱性条件高活性析氢催化剂,能够在每平

质子交换膜电解水制氢低铱催化剂研究取得进展

质子交换膜电解水制氢是绿氢生产的核心技术,但其阳极氧析出反应环境恶劣、动力学迟缓,且对贵金属铱高度依赖。传统铱基催化剂的吸附质演化机制存在理论过电位极限,反应速率受限于含氧中间体吸附能的线性比例关系。晶格氧机制可通过O-O直接耦合绕过这一限制,但易因氧空位累积导致催化剂结构退化失活。当前在低铱载量条

告别昂贵铂金属:新型催化剂让清洁氢燃料成本大幅下降

清洁氢燃料一直被视为未来能源的重要组成部分,但其生产过程严重依赖昂贵的铂族金属,成本居高不下。华盛顿大学圣路易斯分校Gang Wu教授领导的团队成功开发出一种新型催化剂,在不使用铂金属的情况下实现了高效制氢,并在行业级条件下稳定运行超过1000小时。研究团队将磷化铼(Re2P)和磷化钼(MoP)结合

工信部发布22项清洁氢揭榜挂帅任务!

  1月17日,工业和信息化部办公厅发布关于组织开展2025年未来产业创新任务揭榜挂帅工作的通知。其中提到将围绕清洁氢制取、存储与转储、输运与配给、动力与物料利用4大方向,拟部署22项揭榜任务(附件3),研究形成一批清洁氢制—储—输—用成套技术与装备,推动清洁氢在交通、冶金、化工等领域应用落地。  

为什么要先将水通过阳离子交换膜后通过阴离子交换膜

如果先通过阴离子交换膜,把水中的阴离子换成OHˉ,导致水呈碱性,则水中的Ca²⁺、Mg²⁺等阳离子就会与OHˉ反应,生成沉淀,附着在交换膜上,影响交换膜工作。

阴离子交换膜的概述

阴离子交换膜的本质是一种碱性电解质,对阴离子具有选择透过性作用,因此还被称为离子选择透过性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等阳离子作为活性交换基团,并且在阴极产生OH-作为载流子,经过阴离子交换膜的选择透过性作用移动到阳极。阴离子交换膜具有非常广泛的应用,它是分离装置、提纯装置以及电

阳离子交换膜和阴离子交换膜怎么判断

判断正负极,看哪边多了啥离子,靠近那边的就是啥离子膜。靠近负极的由于负极产生更多的阳离子,导致不能呈电中性,所以负极就是阳离子膜。正极就相反了。

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

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

研究揭示镍钨合金催化剂化学计量效应起源

  近日,中国科学技术大学教授高敏锐课题组发现在碱性氢气氧化反应中,镍-钨合金中钨的比例可以精细调控镍的未配对电子,进而调节合金的零电荷电势和羟基吸附能力,打破电解液中钾离子溶剂鞘,释放自由水,提升氢键网络的连通性,从而带来催化性能的增益。相关成果日前发表于《德国应用化学》。  氢-氧燃料电池以其能

研究揭示镍钨合金催化剂化学计量效应起源

近日,中国科学技术大学教授高敏锐课题组发现在碱性氢气氧化反应中,镍-钨合金中钨的比例可以精细调控镍的未配对电子,进而调节合金的零电荷电势和羟基吸附能力,打破电解液中钾离子溶剂鞘,释放自由水,提升氢键网络的连通性,从而带来催化性能的增益。相关成果日前发表于《德国应用化学》。氢-氧燃料电池以其能量转换效

研究揭示镍钨合金催化剂化学计量效应起源

近日,中国科学技术大学教授高敏锐课题组发现在碱性氢气氧化反应中,镍-钨合金中钨的比例可以精细调控镍的未配对电子,进而调节合金的零电荷电势和羟基吸附能力,打破电解液中钾离子溶剂鞘,释放自由水,提升氢键网络的连通性,从而带来催化性能的增益。相关成果日前发表于《德国应用化学》。氢-氧燃料电池以其能量转换效

怎么判断离子交换膜是阳还是阴离子交换膜

离子交换膜的选择要根据问题的目的判断,如该题由铬酸钾溶液电解制重铬酸钾,阳极水电离出来的氢氧根放电,然后氢离子与铬酸根反应生成重铬酸根,钾离子有剩余,阴极氢离子放电,氢氧根有剩余,根据电荷守恒,阳极剩余的钾离子需通过阳离子交换膜由阳极移向阴极,选阳离子交换膜。

阴离子交换交换膜能让水分子通过吗

水分子要比离子大得多,是难以通过阴离子交换膜的。阳离子交换膜一般能使阳离子通过,主要是H+、Na+等。阴离子交换膜的本质是一种碱性电解质,对阴离子具有选择透过性作用,因此还被称为离子选择透过性膜。一般以-NH3+、-NR2H+或者-PR3+等阳离子作为活性交换基团,并且在阴极产生OH-作为载流子,经

电解水制氢催化剂研究取得进展

氢能因具有高能量密度和无碳排放等特性,被认为是化石燃料的可持续替代品。由风能、太阳能等可再生能源驱动电解水制氢,被学界视为具有前景且可持续制备清洁氢燃料的方法。电化学水分解包含阳极析氧反应(OER)与阴极析氢反应(HER)两个核心反应。其中,铂基催化剂在酸性介质中展现出最高的内在活性,但其在质子交换

在酸性环境中极端稳定的高性能电催化剂

  氢能源是当前最具应用前景的高效清洁新能源技术。相比传统的甲烷水蒸气重整制氢工艺和碱性电解水工艺,质子交换膜水电解装置具有启动速度快、氢气纯度高、产氢速率快、电流密度大和能量效率高等显著优势,有望成为下一代先进清洁制氢方法。然而,在酸性介质中非铂基催化剂一般很不稳定,活性金属成分容易在电解池操作过

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

研究发明在酸性环境中极端稳定的高性能电催化剂

  氢能源是当前最具应用前景的高效清洁新能源技术。相比传统的甲烷水蒸气重整制氢工艺和碱性电解水工艺,质子交换膜水电解装置具有启动速度快、氢气纯度高、产氢速率快、电流密度大和能量效率高等显著优势,有望成为下一代先进清洁制氢方法。然而,在酸性介质中非铂基催化剂一般很不稳定,活性金属成分容易在电解池操作过

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

电流助微生物创制氢效率新纪录

PNAS:该过程产生氢能的能量是施加电能的288% 美国科学家最近开发出一种新型设备,能够让微生物发酵制氢的效率创造新高。而其中的奥秘就是让电流来帮这些小家伙一把。相关论文11月12日在线发表于美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。 图片说明:外加电能助力微生物电解池。(图片来源:Shaoan

XRF用于氢燃料电池的质量控制

  XRF用于氢燃料电池的质量控制  在减少碳排放的竞赛中,燃料电池技术发展迅速。锂离子电池技术和氢燃料电池系统都能助力有关减少世界二氧化碳排放的解决方案。  所有类型的燃料电池均包括三个基本组成部分:两个电极(负极和正极)以及夹在两个电极之间的电解质。为电动车提供动力的氢燃料电池由于使用质子导电聚

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

中石化首套自研兆瓦级PEM电解水制氢装置投产

  12月14日,《中国科学报》从中国石化新闻办获悉,中国石化首套自主研发的兆瓦级质子交换膜(PEM)电解水制氢装置在燕山石化成功开车,产出合格高纯度氢气。该项目年产氢180吨,生产全过程实现零碳、零污染物排放,标志着中国石化质子交换膜电解水制氢成套技术实现工业应用,将有效助力我国氢能产业链发展。 

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