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中国科大研究发现钴基催化材料 人类在用上清洁氢能源上又迈进一步

北极星储能网  来源:中安在线  作者:刘畅 司晨  2019/1/7 9:05:36  我要投稿  

北极星储能网讯:据江淮晨报报道,1月2日,江淮晨报、江淮网记者从中国科大获悉,该校科研团队利用同步辐射光源发展出先进的表征技术,在国际上率先探明催化材料在水解氢过程中的真实结构,研究发现的这种钴基催化材料,性能和稳定性均已接近目前商业贵金属铂碳纳米催化剂,展现出潜在的应用前景。

能源危机是现代社会需面对的一个难题。当前,在国内外众多寻求高效、丰富、绿色的新型能源方案中,从水中分解出清洁无污染且可再生的能源——氢气,是攻克能源危机中的一个广受期待的方案。其中,催化材料的参与必不可少,其能够在水解氢过程中,加速并高效完成能量的转化,是提升能量转化效率的关键一环。因此,探明催化过程的奥妙,了解催化材料在实际工作状态下的真实结构,是当今科学界和工业界关注的前沿热点。

高亮度的先进同步辐射光源,为研究这一亟待突破的电催化能量转化机制问题提供了手段。“高度灵敏的同步辐射X射线吸收精细结构谱学(XAFS)技术,能够在原位实时在线探测处于‘工作状态’催化剂的‘一举一动’”。课题组教授姚涛介绍,中国科大相关研究团队发展了原位同步辐射XAFS技术,结合理论计算,首次精确鉴别出钴基催化在电催化析氢反应过程中活性位点的真实结构和动态演化过程。

据了解,研究团队依托合肥、北京和上海同步辐射光源建立测试装置,实时监测高度均一的钴基单原子催化材料在碱性电催化析氢反应环境下原子和电子结构的演变过程,清晰地追踪了钴原子位点在电催化析氢反应过程中的本征活性结构及其发生的结构重组。这为揭示催化过程秘密、提高能源转化效率提供了有力方案。

目前,商业贵金属铂碳催化剂是公认的高效稳定的析氢材料。而本次研究发现这种钴基催化材料,在性能和稳定性上均已接近商业铂碳催化剂,但其成本仅为贵金属铂碳催化剂的一半不到,展现出潜在的广阔应用前景。

原标题:用上清洁氢能源 人类又迈进一步 中国科大探明水解氢中催化材料的“一举一动”

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