研究显示:银纳米催化效果提升显著

【导语】研究人员首次发现,同一种银纳米催化剂会因固体氧化物电池"发电"或"制氢"的不同用途,而在不同反应位点工作,这一隐藏的"开关"为设计更高效的下一代能源器件打开了新思路。 研究背景:一器两用的能源器件 固体氧化物电池通过固态材料输送氧离子,可实现两种功能:一是发电,二是电解水制取氢气。正因其多用性,该技术被视为拓展清洁能源与氢能的重要选项。在能源转型的大背景下,既能供电又能产氢的器件,天然契合可再生能源波动消纳与分布式利用的需求,应用范围从建筑与工厂中发电并回收高温余热分布的分布式热电联产,到基于可再生能源的绿氢生产不等。 这类电池的性能与寿命,高度依赖空气电极处氧反应的发生速度。然而真实电极结构复杂,研究者很难准确判断纳米催化剂究竟在何处参与反应、又如何改善性能,这正是本研究力图厘清的难题,也关系到未来器件能否被有针对性地优化。找准"反应发生在哪里",是提升效率的前提。 实验过程:跨国团队联合攻关 该研究由首......阅读全文

研究显示:银纳米催化效果提升显著

【导语】研究人员首次发现,同一种银纳米催化剂会因固体氧化物电池"发电"或"制氢"的不同用途,而在不同反应位点工作,这一隐藏的"开关"为设计更高效的下一代能源器件打开了新思路。 研究背景:一器两用的能源器件 固体氧化物电池通过固态材料输送氧离子,可实现两种功能:一是发电,二是电解水制取氢气。正

燃料电池,或让生活更美好

  近年来,随着经济的迅猛发展,我国对能源的需求日益增加。化石能源作为目前全球消耗的最主要能源,在给我们带来方便的同时,也对地球环境造成了严重污染。因此,开发可代替化石能源的清洁能源变得越来越重要。图1 环境污染 (图片来自网络)  燃料电池是一种能把燃料和氧化剂中的化学能直接转化成电能的装置,它是

合肥研究院在甲醇燃料电池催化剂材料研究中取得进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所微纳技术与器件研究室研究员李越课题组在可控制备多孔金-银-铂(AuAgPt)合金纳米材料及其甲醇催化研究方面取得新进展,相关研究结果发表在Journal of Materials Chemistry A ( J. Mater. Chem. A, D

新型催化剂可高效生产氢能源

  美国研究人员在新一期《先进能源材料》上报告说,他们研发出一种新型低成本电解水催化剂,有助于高效生产氢能源。   能源转换是发展清洁能源的关键。风能和太阳能发电都是间歇性的,而电网需要持续稳定的输入,因此风能和太阳能发电不能直接接入电网,而需要介质存储起来或转换成其他形式的能源。眼下最有前景的途径

新型催化剂点亮氢能储放未来

  近日,中科院煤化所与国内多家科研机构合作,采用铂-碳化钼双功能催化剂实现对水和甲醇的高效活化,在低温下获得了极高的产氢效率。此催化体系有望作为下一代高效储放氢新体系得到应用。  氢能是一种公认的高热值清洁能源,高位发热值是汽油发热值的3倍,也被称为“能源货币”。氢燃料电池是当前最具潜力的新一代氢

纳米材料取得重大进展

纳米材料正通过让电荷更易移动、反应更快、光捕获更高效,显著改善电池、太阳能电池与氢技术——在清洁能源转型中,纳米材料研究取得重大进展。 关键数据表明,清洁能源器件的性能高度依赖表面与界面处发生的过程:离子穿过电极、电子跨越材料、催化反应在活性位点进行。由于这些过程都发生在极小尺度,纳米尺度的结构设

科研人员开发出一系列电化学制氢纳米电催化剂

  氢能作为一种清洁、高效、可持续的能源,因具有高质量能量密度、燃烧产物无污染、利用率高等优点,受到世界各国高度重视,被誉为21 世纪最理想的新能源。电解水制氢是一种重要的制氢技术,但在实际制氢过程中,制氢效率较低。因此,科学家们一直致力于研发高性能电解水催化剂,以期实现高效制氢。  中国科学院青岛

中美材料领域合作研究项目开始提交全文申请

  前不久,国家自然科学基金委员会(NSFC)发布与美国国家科学基金会(NSF)共同征集资助材料领域合作研究项目的指南。期间共收到预申请简表102份。  经初步审查,双方确定74项通过预申请评审。基金委提示通过预申请简表评审的申请人(请登录基金委网站查询)按照项目申请指南要求,于2011年11月15

研究实现人工光合作用高效稳定制氢

近日,中国科学技术大学教授孙海定、熊宇杰团队联合武汉大学刘胜院士团队,通过创新设计一种晶圆级可制造的新型硅基氮化镓纳米线光电极结构,实现了高达10.36%的半电池太阳能制氢效率,并在高电流密度下稳定产氢超过800小时,首次将光电极使用寿命从小于100小时的“小时级”推进至“月级”,成功突破传统光电制

超长寿命高效制氢新技术研发成功

  氢能是未来能源体系的重要组成部分,如何实现高效稳定、低成本制氢是能源科技的关键课题。记者17日从中国科学院大学获悉,来自该校和北京大学的联合科研团队成功研发出一种超长寿命、高效制氢新技术。该技术通过在铂基催化剂表面覆盖特殊保护层,使催化剂在制氢反应中能够连续工作超1000小时。这一突破让低成本大

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

中国科研团队提出全新的催化剂稳定策略

  氢能被认为是未来全球能源体系的重要支柱,高效、稳定、低成本的氢能生产已成为能源科技发展的关键挑战。近日,中国科学院大学周武教授团队与北京大学马丁教授团队合作,在《自然》杂志发表研究成果论文,报道了一种全新的高活性产氢催化剂稳定策略。  催化技术在现代化学工业中占据核心地位,全球超过80%的工业化

生物质衍生碳基电催化剂构筑及应用研究获进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所环境与能源纳米材料中心在生物质衍生碳基电化学催化剂方面取得一系列进展。该系列研究为以廉价、资源丰富的生物质资源作为原材料制备高性能碳基电化学催化剂开拓了新的思路,具有重要的实际应用意义。相关研究成果相继发表在Phys. Chem. Chem. Ph

中国科大在高效去除氢气中微量CO研究方面取得进展

  氢能是未来最理想的一种清洁能源。氢燃料电池汽车以氢气为燃料,能量转化效率高,清洁零排放,是未来新能源清洁动力汽车的主要发展方向之一。然而氢燃料电池汽车的推广目前仍然困难重重,其中一个关键难题是氢燃料电池电极的CO中毒问题。现阶段,氢气主要来源于甲醇和天然气等碳氢化合物的水蒸汽重整、水煤气变换反应

Ni3Se4@NiFe水滑石纳米片的制备及其全解水研究获进展

  近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所研究员李越课题组在分级异质结构Ni3Se4@NiFe 水滑石纳米片(LDH)的制备及其全解水研究方面取得新进展,相关研究结果发表在Nanoscale Horizons (DOI:10.1039/x0xx00000x)上。  随着能源危机和环境问题的

科研人员制备出Co掺杂MoS2双功能全分解水电催化剂

近期,中国科学院合肥物质科学研究院固体物理研究所环境与能源纳米材料中心在Co掺杂MoS2双功能全分解水电催化剂催化活性调控方面取得进展,相关研究成果发表在国际期刊《先进材料》(Adv. Mater., 2018)和《化学通讯》(Chem. Commun., 54, 3859-3862 (2018))

“铁”重组CP为绿色氢能注入新动力

总有一天,人们可以将水电解的氢和氧用作燃料,并成为供暖和照明的无限能源……这是一段出现在一个多世纪前的科幻小说中的“未来燃料”,如今已经触手可及,成为了我们生活中的现实。制备高效稳定的催化剂用于电解水反应。扬州大学供图氢能源汽车、氢燃料电池……越来越多的氢能源高科技产品进入了公众视野。如何才能获得这

催化剂表面的缺陷为什么是活性位点

在化学反应里能改变反应物化学反应速率(提高或降低)而不改变化学平衡,且本身的质量和化学性质在化学反应前后都没有发生改变的物质叫催化剂(固体催化剂也叫触媒)。据统计,约有90%以上的工业过程中使用催化剂,如化工、石化、生化、环保等。[1]催化剂种类繁多,按状态可分为液体催化剂和固体催化剂;按反应体系的

研究提出全新高活性产氢催化剂稳定策略

  氢能被认为是未来全球能源体系的重要支柱。高效、稳定、低成本的氢能生产已成为能源科技发展的关键挑战。近日,中国科学院大学教授周武团队与北京大学教授马丁团队合作,在《自然》(Nature)上发表了题为Shielding Pt/γ-Mo2N by Inert Nano-overlays Enables

臭氧固体催化剂技术介绍

臭氧-固体催化剂技术固体催化剂包括活性炭、金属及其氧化物。臭氧/活性炭联用体系能显著提高COD、TOC去除率,且显示出良好的协同作用,实现难降解制药有机废水可生化性改善。活性炭吸附-催化臭氧氧化技术对苯乙酮的去除率随臭氧进气量、活性炭投加量增加而提高,在最优工艺条件下,苯乙酮去除率可达92.3%。臭

国内首套管式固体氧化物燃料电池测试系统研制成功

近日,由中海石油气电集团技术研发中心自主研发的管式固体氧化物燃料电池测试系统顺利通过技术指标考核。该系统依托国家重点研发计划“氢能技术”专项课题,是国内首套适配管式高温固体氧化物燃料电池的测试系统。据了解,固体氧化物燃料电池通过高温(600到1000摄氏度)电化学反应,能够将氢气或天然气等燃料的化学

有机液体储氢方面实验新进展

  氢能是来源丰富、绿色低碳、应用广泛的二次能源。发展氢能对构建清洁低碳安全高效的能源体系、实现碳达峰碳中和目标,具有重要意义。然而,氢气的安全高效储存和运输限制了氢能的发展。目前,传统的加氢催化剂存在贵金属用量高、反应温度高等缺点,不利于有机液体储氢在实际中的应用。因此,探索温和条件下低成本的高效

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

高分散超细铂/二氧化锡/还原石墨烯复合催化材料获进展

  近期,固体所梁长浩研究员课题组在高分散超细铂/二氧化锡/还原石墨烯复合材料(Pt/SnO2/rGO)研究方面取得新的进展,相关工作已在Nano Energy上发表(Nano Energy, 2016, 26, 699-707)。  燃料电池作为一种高效、安全、清洁的化学能源而受到众多研究者的广泛

德美研发出氢燃料电池新型催化剂

  德国柏林工业大学4月27日发表公报说,该校研究人员与美国科学家共同研发出一种新型铂合金,以它作为催化剂可将氢燃料电池的成本降低80%。相关论文发表于《自然—化学》(Nature Chemistry)。   公报说,氢燃料电池产生电流的同时只生成水,非常环保,但由于其产生电流的化学过程必须使用大

美研制出新型氢燃料电池催化剂

  美国研究人员日前开发出一种不需要使用贵金属铂的新型氢燃料电池催化剂,可望解决燃料电池推广过程中的一个主要障碍。   据4月22日出版的美国新一期《科学》杂志报道,美国洛斯阿拉莫斯国家实验室和橡树岭国家实验室开发的催化剂通过加热聚苯胺、铁、钴盐生成,几乎与铂催化剂一样有效耐用。通常

日本开发出可成为稀有金属钯替代物的合金

  日本一个研究团队日前利用超微加工技术开发出一种新合金,这种合金拥有与稀有金属钯相似的性质,有望代替钯充当催化剂和燃料电池用储氢材料。   钯常被用作净化汽车废气设备中的催化剂。另外,钯拥有能大量储存氢的特性,其作为燃料电池中储氢材料的应用前景被广泛看好。但是,钯的生产和流通量有限,价格高昂,因

福建物构所陶瓷电极高温电解二氧化碳制CO获进展

  固体氧化物电解池可高效电解CO2/H2O,将电能转化为燃料能源,法拉第电流效率可高达100%,在可再生能源利用方面具有重要的研究意义和商业化应用前景。氧化还原稳定的钙钛矿型SrTiO3基陶瓷电极可实现直接高温电解过程,且高温稳定性和热循环性能优异,但陶瓷电极催化活性不足仍然是一个巨大的挑战。  

美研究新系统可将太阳能转化为氢能源

  一直以来太阳能被当成是能够替代煤和石油等化石能源的清洁能源。但太阳能却只能在光线最强的白天进行利用。如今美国北卡罗来纳州能源前沿研究中心的研究人员研制出一套系统能够将太阳能转化为氢能源,并储存起来。   研究负责人汤姆·梅耶(Tom Meyer)表示“像氢的所谓‘太阳燃料’为夜间能源存储提

我国学者在电解水析氢催化材料研究领域取得新进展

  在国家自然科学基金项目(批准号:51871160,51671141,51471115)等资助下,天津大学新能源材料研究所杜希文、刘辉团队利用传统的物理加工工艺在银纳米晶中形成高密度堆垛层错,使得不具备催化活性的银转变成高析氢催化活性的材料。研究成果以“A Silver Catalyst Acti