泰州市科学技巧局必德电竞官网,新型电解水催

作者: 必德电竞竞猜  发布:2019-05-22

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化剂,不需要使用贵金属,因而价格低廉。这种新型催化剂是钡、锶、钴、铁元素组成的钙钛矿类化合物。科研团队首先开发出一种新工艺,在该所的火焰喷注设备中控制适当条件,使钡、锶、钴、铁原子在火焰中结合形成具有所需结构的微小纳米颗粒,使催化剂具有尽可能大的表面积,形成更多能加速水分子裂解的活化中心。通过调整材料中氧元素的比例,可形成系列化的催化剂材料。这种新型催化剂在瑞士的国家级新能源研究基础设施能源系统集成平台的试验装置中成功完成试运行,其性能可与传统的氧化铱材料催化剂媲美,但成本低廉且其生产工艺很容易实现规模化生产。 该研究所正与美国电解水设备生产企业合作,在实际应用的工业设备中进一步验证和考验其性能和可靠性。来源:科技部

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。

氢能源作为一类高能量密度的可再生清洁能源日渐受宠,而用电解水方法制备氢气时,以往多使用成本高昂、储量稀少的贵金属催化剂。记者从南京工业大学获悉,该校开发出一种新型的非贵金属催化剂,以代替传统的氧化铱催化剂,价格仅为氧化铱的千分之一,这一研究成果日前在《自然·通讯》上发表。

最近瑞士保罗谢尔研究所成功开发出一种可用于电解水获取氢气的高效纳米催化剂,不需要使用贵金属,因而价格低廉。这种新型催化剂是钡、锶、钴、铁元素组成的钙钛矿类化合物。科研团队首先开发出一种新工艺,在该所的“火焰喷注”设备中控制适当条件,使钡、锶、钴、铁原子在火焰中结合形成具有所需结构的微小纳米颗粒,使催化剂具有尽可能大的表面积,形成更多能加速水分子裂解的“活化中心”。通过调整材料中氧元素的比例,可形成系列化的催化剂材料。这种新型催化剂在瑞士的国家级新能源研究基础设施“能源系统集成平台”的试验装置中成功完成试运行,其性能可媲美传统的氧化铱材料催化剂,但成本低廉且其生产工艺很容易实现规模化生产。

据研究团队周嵬教授介绍,这种反钙钛矿基的新型非贵金属催化剂不仅催化活性高,稳定性好,降低了能耗,而且物美价廉。反钙钛矿结合了钙钛矿结构的灵活性和过渡金属氮化物高导电性、优异电催化性等优点,理论上来说是一种很有发展潜力的析氧反应电催化剂。然而,和钙钛矿材料有着类似的瓶颈,就是其成相温度高达几百甚至上千摄氏度,导致材料烧结严重,比表面积低下,活性位点暴露极少。鉴于此,该研究团队首先设计了反钙钛矿催化剂,随后开发出了一种多孔的具有核壳结构的复合催化剂。该催化剂仅需要比热力学理论高出0.23V的电压,即可驱动析氧反应的发生。

该研究所正与美国电解水设备生产企业合作,在实际应用的工业设备中进一步验证和考验其性能和可靠性。

据论文第一作者朱艳萍介绍,电解水制氢的时候,阴极和阳极都会发生反应,阴极产氢气,阳极产氧气。阳极的反应很慢,会限制整体的催化效率,“所以我们开发的这种阳极的非贵金属催化剂,使得产氧气的速度变快了,这样,产氢气就不会被拖后腿了,制备氢气的整体效率也大大提高了。”

该项研究开发出来的新型非贵金属催化剂兼具极高的催化活性与稳定性,而且与储量匮乏、成本高昂的氧化铱相比,价格仅为其千分之一,在实际应用中显示出了极大的前景。

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