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五建中 安聚丙烯装置一次试车成功
2019-05-15
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     13日,记者从浙江大学获悉,该校化 学工程与生物工程学院侯阳研究员,通过将 高度分散的镍单原子锚定在氮—硫掺杂 的多孔纳米碳基底,设计开 发出了一种单原子OER催化剂,能使电/光电催 化水裂解析氧反应更加高效,从而提 升氢气制备的效率。这种新 型催化剂可降低80%的制氢成本,并大幅提升OER反应的稳定性。该成果 已被知名学术期刊《自然通讯》在线报道。

 

  通过水裂解产生氧气,进而形成氢气,是最常 见的氢气制备方法,其产生的电/光电催化析氧反应(OER),会限制 整体的能量转换效率。此前有 科研人员研究出了金属铱作为催化剂来提升反应效率,但其价格十分昂贵。因此,研制出 既保证催化效果又价格低廉的替代品,成了学界面临的难题。

 

  侯阳课 题组通过仿生学方法,从材料 的原子结构开始剖析。他们发 现叶绿体中存在一种金属——氮配位卟啉结构,可收集太阳能,利用光 合作用氧化反应分解水,并释放出氧气。侯阳介绍,他们还 通过分析发现了镍—氮配位掺杂的碳材料。

 

  “在这一特殊结构中,四个氮原子‘拉着’金属镍原子,吸引氢氧根离子吸附,降低了 各种中间环节的转换难度,进而加速氧气析出。”侯阳称,课题组 创新性地用一个硫单原子替换了一个氮原子,进一步 优化材料表面的电荷分布,同时采用特殊工艺,将镍—氮材料“锚定”在碳基底上,规避了 材料的不稳定性,最终使 这种新型催化剂电极在碱性条件下表现出优异的电催化水裂解析氧活性和稳定性。

 

  “OER析氧反 应是水裂解器件和金属—空气电池的核心过程”。侯阳表示,这项成 果或将助力新一代氢能汽车大规模降低燃料成本。


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