告别昂贵铂金属:新型无铂催化剂让清洁氢燃料成本大幅下降

华盛顿大学圣路易斯分校的研究团队开发出一种新型无铂阴极催化剂,在阴离子交换膜水电解槽(AEMWE)中展现出超越铂基材料的性能,同时在工业级电流密度下运行超过1000小时。该研究发表于《美国化学会志》(JACS),为降低清洁氢燃料的生产成本开辟了新路径。 铂金属的高昂代价 将水转化为氢气是存储可再生能源的理想方式,氢本身可作为能源载体广泛应用于化工产业和制造业。然而,目前的阴离子交换膜水电解槽系统严重依赖铂金族金属(PGM)作为催化剂,这些材料价格高昂且资源有限,成为大规模制氢的主要经济障碍。 磷化铼-磷化钼复合材料 由吴刚教授领导的团队提出了创新解决方案。他们将磷化铼(Re2P)和磷化钼(MoP)两种材料结合成高效复合材料。铼组分有助于氢原子在催化剂表面附着和脱附,而钼则加快了碱性电解质中的水分解速度,两者协同作用显著提升了整体效率。 该催化剂与镍铁阳极配对后,系统性能超越了包括铂基阴极在内的尖端产品。在1安培/平方厘米和2安培......阅读全文

新型催化剂破解电解水制氢低效高耗能难题

记者31日从昆明理工大学获悉,该校冶金与能源工程学院徐瑞东教授团队联合东南大学、瑞士洛桑联邦理工学院、美国西北大学等机构学者合作,研发了一种新型非贵金属电催化材料,为解决碱性条件下电解水制氢效率低、能耗高的行业难题提供新方案,助力绿色氢能规模化生产。相关成果发表在《先进功能材料》上。电解水是绿色氢能

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

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

科学家实现含碳资源到无碳能源的高效温和转化

  当前乃至30-50年内经济和社会的发展仍以碳基为主的能源消费结构为基础,而该能源结构导致的环境污染和生态文明建设之间的矛盾愈发凸显,实现含碳资源高效清洁转化利用是当前解决这些矛盾的重要途径之一。而未来,人类将面向以低碳与无碳能源经济为基础的可持续能源结构,特别是以氢能为主的能源体系新结构。其中氢

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

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,

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

深圳先进院揭示黑磷化学活性构建高效铂磷催化剂的机制

  近日,中国科学院深圳先进技术研究院研究员喻学锋课题组在黑磷化学活性和催化应用领域取得新进展,相关成果以Rapid Activation of Platinum via Black Phosphorus for Efficient Hydrogen Evolution(《黑磷对铂基电化学析氢催化剂

电解水制氢的原理

电解水制氢的原理:2H2O=(通电) 2H2+O2(两种气体都该标气体符号)氢氧化钠在其中起作用是:增强导电性,因为纯水是弱电解质,导电性不好,氢氧化钠是强电解质,增加导电性!

科学家研制出了基于普通AAA电池的水分解器

  斯坦福大学的科学家们已经研发出了一种低成本设备,只要使用普通AAA电池就可以将水分解成氧气和氢气。气体气泡在由廉价的镍和铁制成的电极产生。   到2015年,美国消费者将最终能够从丰田等厂家购买燃料电池汽车。虽然号称是零排放车辆,但其中大部分使用的氢气是来自天然气——一种导致全球气候变暖的

苏企“揭榜挂帅”推进制氢产业

  昨天从2024年度江苏省碳达峰碳中和科技创新专项资金拟立项目公示清单上了解到,全省拟立项14项中,吴江区的苏州科润新材料股份有限公司、苏州云帆氢能科技有限公司、苏州铂氢新能源科技有限公司采取“项目+课题”的形式申报的“揭榜挂帅”项目,是全省唯一拟立项的“揭榜挂帅”项目,也是苏州市唯一进入公示清单

德国采用聚合物涂层催化剂保护“人造树叶”

  由于太阳能具有波动性,因此解决其存储问题是迫切需要。一种方法是使用太阳能电池内部产生的电能通过电解水,在这个过程中产生的氢可以存储作为燃料。   德国亥姆霍兹柏林材料与能源研究中心(HZB)的科学家们,使用高效架构修改了超直型太阳能电池,通过合适的催化剂从水中获得氢。这种复杂的太阳能电池涂有两

我国学者研制出低成本的电解“水制氢”催化剂

  氢能是一种能量高、洁净的可再生能源,通过电化学水解制备氢气是当前的研究热点之一。近期,中国科学技术大学俞书宏教授团队和高敏锐教授团队合作,研制出一种高性能低成本的新型三元纳米片电催化剂,展现出工业级的优异电解水制氢潜能。国际学术期刊《德国应用化学》日前发表了该研究成果。  近年来,国际学界在全水

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

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

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。 

全球首套规模化太阳燃料合成示范项目试车成功

  1月17日,全球首套千吨级规模太阳燃料合成示范项目在兰州新区绿色化工园区试车成功。该项目迈出了将太阳能等可再生能源转化为液体燃料工业化生产的第一步。  太阳燃料合成是指利用太阳能、风能、水能等可再生能源发电,进而电解水制备绿氢、将二氧化碳加氢转化制甲醇等液体燃料,把可再生能源存储在液体燃料中。简

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

新型铂基催化剂能使燃料电池更耐用

  金属铂(Pt)是非常好的燃料电池催化剂,但铂储量有限,价格昂贵,如何提高其原子利用率和反应活性,决定了燃料电池能否大规模应用。  日前,《科学》杂志刊发了一项由苏州大学教授黄小青、北京大学教授郭少军、美国布鲁克黑文国家实验室苏东合作的成果,他们在铂—铅(PtPb)纳米片外,覆盖了4—6层铂,这种

新型铂基催化剂能使燃料电池更耐用

  金属铂(Pt)是非常好的燃料电池催化剂,但铂储量有限,价格昂贵,如何提高其原子利用率和反应活性,决定了燃料电池能否大规模应用。  日前,《科学》杂志刊发了一项由苏州大学教授黄小青、北京大学教授郭少军、美国布鲁克黑文国家实验室苏东合作的成果,他们在铂—铅(PtPb)纳米片外,覆盖了4—6层铂,这种

高效非贵金属析氢电催化研究获进展

  复旦大学材料科学系吴仁兵、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《先进材料》。  氢能作为一种原料丰富、燃烧值高、零污染的清洁能源,被科学家和大众寄予了很高的期望。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,但析氢反应所需过电位较高,需要

日本利用石墨烯制氢-望大幅降低燃料车成本

    日本研究人员最近开发出一种新型电极,利用特制的石墨烯材料替代铂作为催化剂,来制造燃料电池车所需的氢燃料。     据了解,这种电极能够电解水,在为燃料电池车服务的加氢站,如果用它来生产燃料,可以大幅降低成本。     燃料电池车是利用车上装载的氢与空气中的氧进行化学反应产生的电

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

大连化物所等“液态太阳燃料合成示范项目”通过成果鉴定

  10月15日,千吨级“液态太阳燃料合成示范项目”在甘肃省兰州新区通过中国石油和化学工业联合会组织的科技成果鉴定,该项目由中国科学院大连化学物理研究所研发、兰州新区石化产业投资集团有限公司建设和运营、华陆工程科技有限责任公司设计。鉴定委员会专家认为:液态太阳燃料合成示范项目集成创新液态太阳燃料合成

异质双金属磷化物阵列实现碱性盐水电解制氢

  随着日益增长的低碳减排需求,氢能受到广泛重视,利用可再生能源进行电解水制氢是目前众多氢气来源方案中碳排放较低的工艺。电解水技术主要由阴极氢析出反应(HER)和阳极氧析出反应(OER)组成。海水占地球水资源总量的96.5%,电解海水产氢将会大大降低传统电解水的成本。但是,海水电解的主要瓶颈在于海水

无需脱盐的海水制氢新法出现

原文地址:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/2/494161.shtm 科技日报讯 (记者刘霞)澳大利亚皇家墨尔本理工大学研究人员开发出一种新方法,可直接将海水分解成氢气和氧气,而无需脱盐。最新从海水中直接制取氢气的方法简单、可扩展,且比目前市场上的

无需脱盐的海水制氢新法出现

科技日报讯 (记者刘霞)澳大利亚皇家墨尔本理工大学研究人员开发出一种新方法,可直接将海水分解成氢气和氧气,而无需脱盐。最新从海水中直接制取氢气的方法简单、可扩展,且比目前市场上的任何“绿氢”生产方法都更具成本效益。相关研究论文刊发于最近的《SMALL》杂志,朝真正可行的绿氢工业迈出了关键一步。 长期

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,

高性能制氢装备突破规模化商用难题

  “2024年,我校化学化工学院副教授陶华冰带领团队研发的质子交换膜制氢电解槽取得突破性进展,获批国家能源局首台(套)重大技术装备,并成功走向市场。”4日,中国科学院院士、厦门大学党委书记张荣带来好消息。目前,该成果已成功应用在新疆首个综合能源站,并于近期再度斩获8000万元新订单,标志着我国在质