深圳先進院研究用于可持續能量轉換的高效低成本催化劑
電催化氧還原和析氧反應（ORR/OER）是水分解、燃料電池、金屬空氣電池、二氧化碳還原等一系列清潔能源技術的關鍵反應之一。同時，加快氧還原（ORR）和氧析出（OER）反應，實現高穩定的雙功能氧催化是實現可持續能量轉化與存儲的關鍵。目前，常用的方法是將具有ORR和OER催化活性的材料進行混合制備雙功能催化劑，但這種類型催化劑均一性較差，且難以對電子結構進行合理優化，導致活性和穩定性依舊欠缺。 3月31日，中國科學院深圳先進技術研究院碳中和技術研究所唐永炳、鄭勇平團隊研發出雙功能碳基高效催化材料。相關研究成果以High-entropy single-atom activated carbon catalysts for sustainable oxygen electrocatalysis為題，發表在《自然-可持續性》（Nature Sustainability）上。該研究發現碳材料局部對稱性與其活性呈現強相關性，即局......閱讀全文
研制出新型堿性水還原電催化劑
中國科學技術大學教授俞書宏研究團隊通過磷摻雜手段精準調控過渡金屬硫族化合物二硒化鈷的相變，成功實現其從穩定的立方相到亞穩態正交相的相轉變，研制出在堿性介質中具有類鉑析氫性能的高效水還原電催化劑，為從堿性水中大規模制氫提供了廉價高效的催化電極材料。這項成果日前發表在《自然—通訊》上。 研究人員發
高性能電催化劑的制備的新思路
甲酸/甲酸鹽作為一種重要的化工原料及燃料被廣泛應用于化工、能源等領域。但工業化制備甲酸/甲酸鹽的過程十分耗時、耗能，但電化學合成工藝可以在常溫常壓下得到甲酸/甲酸鹽產物，是一種有前景的替代方案。然而，如何設計開發高效穩定的甲酸/甲酸鹽電化學合成體系是目前面臨的挑戰。 電催化CO2還原反應（CO
電催化還原CO2的新型催化劑
近年來，電催化還原CO2生成有經濟價值的小分子產物研究受到廣泛關注，但是如何實現在較負的催化電壓下保持較高的催化效率，從而達到高催化產率的目標，一直是領域內的研究難點。日前，中科院青島生物能源與過程研究所環境友好催化過程研究組設計了一種新型的二維/零維的氧化鉍納米片/氮摻雜石墨烯量子點（Bi2O
燃料電池電催化劑替代成為可能
電動汽車已穿梭在大街小巷，燃料電池車還會遠嗎？其中，燃料電池是關鍵。然而燃料電池除了生產成本過高外，其能量轉換效率受到陰極氧還原反應緩慢的制約。因此，研究并開發替代貴金屬催化劑、提高電催化劑活性成為燃料電池發展的重要研究課題之一。 中國科學技術大學國家同步輻射實驗室副研究員劉慶華團隊在這一研
碳基電催化劑中金屬位點的可控合成與電催化應用獲進展
電催化劑在未來清潔能源轉換與存儲裝置中有著重要應用，之前的大量研究通過熱解法在碳基材料中引入金屬組分與氮的摻雜來提高電催化活性。然而，金屬有多種存在形式，且其形成及催化作用始終存在爭議。 近日，中國科學院上海硅酸鹽研究所研究員施劍林與陳航榕帶領的課題組在碳基電催化劑中金屬位點的可控合成與電催化
析氫反應電催化劑研究：新材料替換鉑金
復旦大學26日發布，該校材料科學系吳仁兵、方方教授團隊在高效非貴金屬析氫電催化劑方面獲新進展，相關研究成果近日發表于國際期刊《先進材料》。圖片來源于網絡 氫能原料豐富、燃燒值高、零污染，被科學家和大眾寄予厚望。要想發展氫能技術，不可或缺的一步就是把水通過電化學反應轉換成氫氣，這就是析氫反應。但
新研究！石墨炔基新型高效非金屬電催化劑
燃料電池是一種重要的新能源裝置，其中最新發展的金屬-空氣電池更是被寄予厚望。然而，金屬-空氣電池中陰極氧還原和正極氧析出反應動力學過程緩慢，需要大量的貴金屬催化劑，大大增加了電池的成本，阻礙了金屬-空氣電池的大規模商業化進程。中國科學院青島生物能源與過程研究所碳基材料與能源應用研究組，在制備高效
分子電催化劑作為“賓客”，可逆地結合到電極表面
? 圖片來源：René Wick-Joliat、Tulsi Voralia/Nature Chemistry 通常，分子催化劑可以提供一些好處，例如更好的選擇性，但其穩定性卻不佳。 針對該問題，在本期《自然—化學》封面文章中，研究人員開發了一種方法，利用主客體相互作用將分子催化劑固定在電極
雙原子電催化劑理性設計與構筑研究獲進展
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員章福祥、肖建平團隊，在雙原子電催化劑（DACs）理性設計與構筑方面取得進展。團隊基于具有優異導電性和水穩定性的金屬有機框架材料（cMOF），通過對銅-鎳雙原子活性中心的精準調控，實現了在工業級電流密度下，接近100%選擇性地高效合成氨，揭示了硝酸根電還原合
在酸性環境中極端穩定的高性能電催化劑
氫能源是當前最具應用前景的高效清潔新能源技術。相比傳統的甲烷水蒸氣重整制氫工藝和堿性電解水工藝，質子交換膜水電解裝置具有啟動速度快、氫氣純度高、產氫速率快、電流密度大和能量效率高等顯著優勢，有望成為下一代先進清潔制氫方法。然而，在酸性介質中非鉑基催化劑一般很不穩定，活性金屬成分容易在電解池操作過
雙原子電催化劑理性設計與構筑研究獲進展
近日，中國科學院大連化學物理研究所研究員章福祥、肖建平團隊，在雙原子電催化劑（DACs）理性設計與構筑方面取得進展。團隊基于具有優異導電性和水穩定性的金屬有機框架材料（cMOF），通過對銅-鎳雙原子活性中心的精準調控，實現了在工業級電流密度下，接近100%選擇性地高效合成氨，揭示了硝酸根電還原合
中國學者提出非對稱電催化劑設計新范式
葉片錯落生長的排布規律、貝殼精妙的螺旋構造、酶蛋白活性中心的原子級配位......這些自然界的進化密碼，正為人類能源革命提供全新范式。4月25日，安徽理工大學教授張雷團隊在《化學學會評論》發表重要綜述，系統構建“非對稱電催化劑”理論框架，成功破解催化材料“高活性、長壽命、低成本”不可兼得的世界性難題
合成鋅空電池空氣極電催化劑研究中獲進展
近年來，對綠色能源的探索和開發帶動了包括鋅-空氣電池（ZAB）在內的一系列能源轉換和儲存裝置的研究。ZAB使用水系電解液且具有體積小、能量密度大、成本低等優勢，被認為是電能轉化和儲能的重要技術方向，在未來能源應用中有著廣闊前景。在ZAB充放電過程中，空氣電極上進行的氧還原反應（ORR）和氧析出反
合成鋅空電池空氣極電催化劑研究中獲進展
近年來，對綠色能源的探索和開發帶動了包括鋅-空氣電池（ZAB）在內的一系列能源轉換和儲存裝置的研究。ZAB使用水系電解液且具有體積小、能量密度大、成本低等優勢，被認為是電能轉化和儲能的重要技術方向，在未來能源應用中有著廣闊前景。在ZAB充放電過程中，空氣電極上進行的氧還原反應（ORR）和氧析出反
研究人員發展高活性電催化氧還原反應催化劑
電催化氧還原反應（ORR）是能源轉換和存儲中的重要環節，在催化的d-帶中心理論的指引下，目前的電催化劑設計與制備正從貴金屬向過渡金屬基材料的方向發展以降低能源轉換的成本。通常主族金屬元素由于本身非局域化的外層電子導致其缺乏合適的半滿軌道進行多電子催化而被認為活性較差，因而基于主族s區金屬制備的材
中國科大模擬生物酶設計制備氧還原反應電催化劑
錳（Mn）基催化劑通常對電催化氧還原反應(ORR)活性較低。然而，在生物界中，錳（II）離子常常是多種金屬酶的輔因子。例如，具有Mn輔因子的血紅素銅氧化酶（HCO）可以將O2還原成H2O，其活性中心Mn金屬離子同時與O和N原子配位。 近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心和化學與材料
中國科大－高效抑制電催化劑循環中活性元素成分流失
析氧反應（OER）是光/電解水和金屬空氣電池等新能源存儲與轉化器件的關鍵半反應。發展廉價高效的OER電催化劑，進一步降低電極過電勢，提升器件能量效率是非常具有挑戰性的課題。材料缺陷工程能夠調節催化劑的電負性、電荷分布以及配位環境，被認為是一種有效提升催化劑性能的策略。設計新型缺陷結構，營造新的活
晶態材料電催化劑助二氧化碳還原
近日，華南師范大學化學學院教授蘭亞乾團隊在電催化CO2還原領域取得了重要研究進展。相關研究發表于Angewandte Chemie International Edition。華南師范大學為該論文第一完成單位，論文第一作者為華南師范大學化學學院21級博士研究生孫勝男。 提升CO2電還原反應（CO
我國科學家構筑高性能離子摻雜水滑石電催化劑
近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所與南開大學、河南師范大學等單位合作，在離子摻雜水滑石電催化劑研究方面取得新進展，構筑了具有優異氧析出性能的Cr摻雜的CoFe水滑石電催化劑，相關研究成果發表在國際期刊Small上。 日益增長的環境污染和能源需求，迫使人們一直致力于尋找低成本、高效
科學家制備系列高效單原子氧還原電催化劑
燃料電池作為一種新型潔凈能源的轉換設備，因具有裝置簡單、體積小、攜帶方便、能量密度高等優勢而受到廣泛關注。然而，燃料電池陰極氧還原反應動力學緩慢以及高Pt價格和低鉑利用率，嚴重阻礙了其大規模應用的商業化進程。中科院長春應化所徐維林課題組從成本和性能的角度出發，制備了一系列高效、低成本單原子非鉑和單原
研究發明在酸性環境中極端穩定的高性能電催化劑
氫能源是當前最具應用前景的高效清潔新能源技術。相比傳統的甲烷水蒸氣重整制氫工藝和堿性電解水工藝，質子交換膜水電解裝置具有啟動速度快、氫氣純度高、產氫速率快、電流密度大和能量效率高等顯著優勢，有望成為下一代先進清潔制氫方法。然而，在酸性介質中非鉑基催化劑一般很不穩定，活性金屬成分容易在電解池操作過
科學家制備系列高效單原子氧還原電催化劑
燃料電池作為一種新型潔凈能源的轉換設備，因具有裝置簡單、體積小、攜帶方便、能量密度高等優勢而受到廣泛關注。然而，燃料電池陰極氧還原反應動力學緩慢以及高Pt價格和低鉑利用率，嚴重阻礙了其大規模應用的商業化進程。中科院長春應化所徐維林課題組從成本和性能的角度出發，制備了一系列高效、低成本單原子非鉑
青島能源所在非貴金屬電催化劑研究中取得系列進展
貴金屬催化劑（如鉑，Pt）具有很高的催化活性，是電化學能量轉換與儲能過程的核心材料，但高昂的成本限制了其在產業化中的廣泛應用。近日，中國科學院青島生物能源與過程研究所仿生能源系統團隊負責人崔光磊等，對金屬氮化物（TiN、MoN等）、氧化石墨烯等非貴金屬納米結構材料進行了系列研究，成
教育部【設備更新】來了！島津電催化劑材料研究解決方案
電催化反應是在電化學反應的基礎上，用催化材料作為電極或在電極表面修飾催化劑材料，從而減低反應的活化能，提升電化學反應的效率。?電催化劑是電催化反應中的關鍵材料之一，其活性高低對電催化反應的速率和成本起著關鍵作用。對電催化劑的制備、電催化過程和反應機理的研究已經成為電化學、表面科學、材料科學、納米科學
生物質衍生碳基電催化劑構筑及應用研究獲進展
近期，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所環境與能源納米材料中心在生物質衍生碳基電化學催化劑方面取得一系列進展。該系列研究為以廉價、資源豐富的生物質資源作為原材料制備高性能碳基電化學催化劑開拓了新的思路，具有重要的實際應用意義。相關研究成果相繼發表在Phys. Chem. Chem. Ph
中科院金屬所確定三種電催化劑活性位結構
日前，中科院金屬所沈陽材料科學國家（聯合）實驗室催化材料研究部研究員蘇黨生、博士研究生朱延松等，成功合成了三種有代表性的Fe/N/C催化劑，利用高分辨電鏡、穆斯堡爾譜等表征技術首次確定了Fe/N/C催化劑中催化活性位的結構是一種鐵的配合物，并排除了此前認為活性位是鐵的一些晶態物質的可能，這對于研
研究人員在燃料電池陰極ORR電催化劑上取得突破
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/4/497768.shtm《中國科學報》記者從武漢理工大學獲悉，該校材料科學與工程國際化示范學院劉勇教授團隊在燃料電池陰極氧化還原反應電催化劑的設計研究上取得突破，設計合成出一維各向異性介孔Pt@Pt-skin
中國科大在碳基催化劑電催化析氫研究中取得進展
近年來電解水制氫受到廣泛關注，尋找能替代貴金屬的廉價高效的電催化劑成為當下研究熱點。石墨烯由于具有良好的導電性、優異的化學穩定性以及易于化學修飾等優點，引起了科研人員的廣泛關注，人們致力于將其發展成為高活性的電解水制氫催化劑。已有研究結果表明通過氮等雜原子摻雜可以調控雜原子近鄰碳原子的電子結構，
中國科大研制白鐵礦型電解水制氫電催化劑
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/7/505283.shtm近日，受到在自然界酸性環境中能夠穩定存在的白鐵礦石的啟發，中國科學技術大學高敏銳教授課題組研制了一種用于質子交換膜（PEM）電解池陰極析氫反應的白鐵礦型催化劑，其可在1 A cm-2的
理化所超小NiO納米片高活性電催化劑研究獲進展
二維納米材料因其獨特的層板結構、大比例暴露活性位等優勢，在光電催化方面展現了優越的性能，引起科研人員的廣泛關注。層狀雙氫氧化物（水滑石，LDH）因其層板由多種組分構成、層板厚度可調等優勢，在催化方面展現了極強的可調控性。 中國科學院理化技術研究所研究員張鐵銳團隊多年來集中納米材料的可控設計以及