登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
在国家自然科学基金项目(批准号:91834301, 21776024, 21761162015)资助下,重庆大学魏子栋/丁炜团队开发了在高浓度一氧化碳共存条件下仍可实现高选择性氢氧化的钌基低温燃料电池催化剂。研究成果以“Lattice-confined Ru clusters with high CO tolerance and activity for the hydrogen oxidation reaction ”为题,于2020年4月27在线发表在Nature Catalysis。
图1. 晶格限域Ru簇催化剂及其配位结构与电化学性质
氢能作为清洁的二次能源,其高效利用是耦合传统化石能源和可再生能源系统、破解现有能源体系储存、输配、终端应用难题的重要化工技术途径。氢氧化及其逆反应—氢还原,将不可避免的成为主宰氢经济的重要反应。目前,贵金属Pt是低pH值下最高效且应用最为广泛的氢氧化催化剂。然而在催化过程中,即使反应气中含有极少CO(10 ppm),也会使Pt基催化剂完全中毒失活,以致无法使用重整气等廉价易获取的燃料气体,极大推高了氢经济技术链中燃气获取、纯化,存储以及运输的技术难度。相比之下,金属Ru的价格仅为Pt的三分之一,但是科学界广泛认为金属钌(Ru)表面易于氧化,即使在较低的电位下 (0.1~0.3 V),金属Ru表面也会优先形成Ru-Oads表面,不适合作为氢氧化主催化剂。
该研究工作根据介尺度的学术思想,提出了一种金属团簇嵌入氧化物的“晶格限域型”Ru@TiO2催化剂(如图1所示)。还原气氛下,在无定形TiO2的晶化过程中,Ru纳米粒子在缺陷位处沿TiO2晶格中Ti原子生长成簇,形成以Ru-Ti金属键连接的Ru@TiO2晶格结构。这种金属键合的晶格限域结构,导致界面的Ru,一方面具有与TiO2氧化物类似的原子排列结构(按TiO2(101)排列),同时保持了其固有的金属性,呈现出既异于Ru块体金属又区别于Ru纳米团簇的介尺度行为。如,同时具有块体的金属性和团簇的低配位性(CN=7~8);具有如块体金属的高稳定性和团簇金属的反应活性;具有大于金属氧键(Ti-O,0.193 nm)却低于金属键的(Ru-Ru,0.267 nm)的Ru-Ti键长(0.258 nm)。Ru-Ti界面金属键可促进电子从富电子的n型半导体TiO2转移到Ru簇中的d带上,使Ru簇的d带接近完全充满的状态。这种电子几乎全满的d带,有利于维持Ru的金属特性,提高其催化氢氧化反应活性同时,大幅减少了CO的σ电子向Ru金属d空轨道转移的概率,削弱了CO吸附强度,同时也导致TiO2中O空穴浓度增加,利于CO的氧化去除,从而赋予该催化剂超优异的抗CO中毒特性。在1000 ppm CO存在的条件下,氢氧化催化活性几乎不受干扰;甚至CO含量提高到~10 vol%,该催化剂仍选择性催化氢氧化。此外,在d带电子几乎全满的Ru簇表面,Ru更趋稳定,不易氧化,使该催化剂在较宽的电位范围仍保持反应活性。在酸性和碱性介质中,Ru@TiO2催化剂HOR质量活性(@0.02V)较商业化PtRu/C催化剂高出30%到15%;其超强的抗氧化性,在电位高达0.9V时(一般金属都会以表面生成氧化物种为主)Ru@TiO2催化剂中的Ru簇仍保持其表面的金属性和催化氢氧化特性。
该研究通过晶格限域调变界面区域金属的晶格和电子结构,制备了一种新抗CO中毒和抗表面氧化的高氢氧化选择性的电催化剂。该发现突破贵金属催化剂低温CO毒化限制,开创了利用半导体自由电子调控金属电子结构的新思路,为传统化石化工技术与新能源化工技术高效耦合奠定了基础。
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
北极星氢能网获悉,4月23日,中国雄安2024年氢能燃料电池公交车采购开标,第一中标候选人为厦门金龙,报价2499.5万元。第二名至第四名分别为北汽福田、雄安绿欣睿控新能源、桂兴机电设备,报价分别为2260万元、2499万元、2499.7万元。根据招标文件,本次招标项目业主为中国雄安集团交通有限公司,招标
北极星氢能网获悉,4月24日,重庆市经信委发布《重庆市首台(套)重大技术装备推广应用目录(2024年版)》,其中包括加氢站成套设备、车用燃料电池系统测试平台、氢燃料电池观光车、35MPa车载储氢系统等,共七项氢能相关产品纳入名单。具体详情如下:
北极星氢能网获悉,近日,位于嘉定氢能港的上海首个覆盖燃料电池整车、发动机、电堆及关键零部件等技术的氢能第三方检测研发公共服务平台——上海汽检氢能与燃料电池检测基地建成,相关实验室将陆续投入使用,为上海乃至全国的氢能产业建设落下关键一子。据了解,氢能基地共建设了包括轻重型车转毂环境
北极星氢能网获悉,4月17日,南京大学氢能与燃料电池检验检测中心项目签约落户江苏常熟高新区。中国科学院院士、南京大学教授邹志刚,教育部长江学者特聘教授、南京大学物理学院院长王伯根,市委副书记、市长秦猛出席签约仪式。项目将全力支持常熟在氢能赛道的发展战略,致力于打造国家级氢能与燃料电
北极星氢能网获悉,近日,旭阳集团第四条高纯氢生产线——呼和浩特园区制氢装车站顺利完成首次氢气装车,首次充装量达到5315标方,标志着旭阳集团呼和浩特园区氢能业务正式启动,制氢装置规模为5000标方/小时,同时配套1000标方/小时充装能力的制氢装车站。旭阳集团呼和浩特园区高纯氢生产线投产后产能
北极星氢能网获悉,4月11日,国内首个氢能产业投资联盟揭牌成立,将致力于为处于不同成长阶段的企业提供全周期赋能服务,进一步完善氢能及燃料电池“制储运加用”全产业链生态。中国氢能产业投资联盟由红杉中国、国绿投资、恒旭资本等几十家头部金融机构和氢能企业组成,旨在建立开放、包容、合作、共
北极星氢能网获悉,2024年4月10日,中汽协会发布2024年3月汽车工业经济运行情况。其中,2024年3月燃料电池汽车产销分别完成300辆和200辆,同比分别下降33.2%和52.2%。1-3月,燃料电池汽车产销均完成0.1万辆,同比分别增长33.4%和14.7%。根据公布的数据显示,3月,新能源汽车产销分别完成86.3万辆和88.3
北极星氢能网获悉,4月1日,伊犁州发展和改革委员会发布了《伊犁州氢能产业发展中长期规划(2023—2035年)》,明确将发展氢能产业作为现代能源经济绿色发展和新质生产力快速发展的重要抓手,努力实现将伊犁州打造成为全疆氢能应用样板间和氢能示范引领者、我国西部氢能产业发展新高地、全球氢能贸易重
北极星氢能网获悉,巴拉德动力系统近日宣布,与欧洲领先的客车制造商Solaris客车和旅游车公司签署了长期供应协议(LTSA),将在2027年前为欧洲客车市场供应1000台氢燃料电池发动机。该长期供应协议整合了约300台燃料电池发动机的现有订单,同时为这些现有订单增加了售后服务和延保服务,并新增了约700
北极星氢能网获悉,4月3日,河南省第十二期“三个一批”项目建设活动—孟州市氢燃料电池及核心零部件产业园项目开工仪式在公司承建的孟州市氢能源产业园建设项目(一期)现场举行。据悉,孟州市氢能源产业园建设项目位于河南省孟州市西虢镇,项目占地面积约300亩,其中包括7栋厂房,1栋研发中心、污水
日前,中化西南化工研究设计院有限公司(下称西南院》中标中国石油化工股份有限公司燕山分公司《下称燕山石化)氢气提纯设施升级项目的变压吸附氢气提纯装置,氢能产量为10000标方/小时,该项目为中国石化在建最大工业副产气制燃料电池氢项目,西南院提供专利技术、全套工程设计并橇装供货。该装置预计20
12月1日,优美科位于中国的首个大型燃料电池催化剂工厂在常熟举行了奠基仪式。比利时王国驻上海总领事颜博诺、常熟市委书记周勤第出席奠基仪式。优美科燃料电池催化剂(常熟)有限公司是比利时优美科集团在常熟投资设立的全资子公司,同时也是集团在欧洲以外唯一的业务总部。随着绿氢的日益普及,氢燃
近日,中国科学技术大学高敏锐教授课题组研制出一种高抗氨毒化的镍基碱性膜燃料电池阳极催化剂,其在阳极含10ppm氨的膜电极组装中,能保持95%的初始峰值功率密度和88%的初始电流密度(0.7V下),远超商业铂碳催化剂。相关成果以“EfficientNH3-TolerantNickel-BasedHydrogenOxidationCatalystforAnio
近日,中国科学技术大学梁海伟教授课题组使用原位X射线衍射技术研究了金属间化合物(IMCs)催化剂在高温下的形成机制,理解了相变温度依赖的结构演变过程,并通过拆分合金化和有序化步骤,实现了高度有序铂基合金催化剂的制备。所制得的催化剂展现出优异的低铂燃料电池性能。该研究成果以“Phasediagra
11月19日,欧亚合成发布公告称该公司拟向全资子公司上海欧亚合成材料科技有限公司增资人民币950.00万元。此次增资主要致力于解决国内氢燃料电池行业中其氢气转化为氢离子过程中所需昂贵的催化剂载体问题。
上海骥翀氢能科技有限公司与上海济平新能源科技有限公司及苏州博萃循环科技有限公司于9月8日在江苏张家港江苏骥翀氢能源科技有限公司签署战略合作协议。三方将围绕燃料电池铂金催化剂的循环回收再利用开展深度合作。
催化剂作为燃料电池电堆的核心材料,其综合性能与国产化直接关系到我国燃料电池技术的核心竞争力及其产业化前景。
2021年6月28日,上海证券交易所发布科创板上市委2021年第44次审议会议结果公告,中自环保科技股份有限公司(首发):符合发行条件、上市条件和信息披露要求。拟募资总额为145,990.65万元。其中6400.47万元将用于氢能源燃料电池关键材料研发能力建设项目。
6月29日,华昌化工发布关于对外投资设立氢燃料电池催化剂联营企业及签订相关协议的公告,称将与南京大学合作共建介观催化联合实验室,设立氢燃料电池催化剂联营企业。
今年以来,燃料电池核心材料之一的催化剂原材料铂金属价格上涨,幅度高达30%。有不少业内人士担心铂金属价格高幅上涨,会让原本价格偏高的燃料电池“雪上加霜”,拖累示范运营推广进度。事实会否如此?
巴斯夫近日宣布扩大其位于美国南卡罗来纳州塞内卡的铂族贵金属(PGM)精炼装置规模。公司将增加上千万资金(美元)投入,以提高精炼产能,回收机动车排放催化剂等报废催化剂中的贵金属。与矿产金属相比,回收金属可减少多达90%的二氧化碳排放量。巴斯夫通过回收贵金属并重新用于制造全新的催化剂,以循环经济解决方案实现了闭环生产。
优美科与英美资源宣布达成研发合作协议,开发基于铂族金属的催化剂,主要用于燃料电池电动汽车(FCEVs)和其它移动应用的液态有机氢载体(LOHC)。这种催化剂技术有可能改变氢气的储存方式以及给燃料电池车提供能量的方式。
4月25日晚间,广汇能源发布公告,截至目前公司氢能示范项目全面进入到试生产运行阶段,电解水制氢+工业副产氢+储氢+加氢+运氢+用氢全线贯通。试运行情况加氢装置:2024年3月16日,氢能示范项目加氢站氢气分析纯度达99.998%,达到车用燃料氢气的标准,随着第一辆氢能重卡加注氢气完成,项目加氢部分进入
北极星氢能网获悉,4月23日,中国雄安2024年氢能燃料电池公交车采购开标,第一中标候选人为厦门金龙,报价2499.5万元。第二名至第四名分别为北汽福田、雄安绿欣睿控新能源、桂兴机电设备,报价分别为2260万元、2499万元、2499.7万元。根据招标文件,本次招标项目业主为中国雄安集团交通有限公司,招标
北极星储能网获悉,4月25日,国家金融监督管理总局发布关于推动绿色保险高质量发展的指导意见。其中提出,推动能源绿色低碳转型。针对太阳能、风电、水电、核电等能源产业生产、建设和运营期间的风险特性,提供全生命周期保险保障。探索推进新型储能、氢能、生物质能、地热能、海洋能等新能源领域的保
北极星氢能网获悉,4月24日,重庆市经信委发布《重庆市首台(套)重大技术装备推广应用目录(2024年版)》,其中包括加氢站成套设备、车用燃料电池系统测试平台、氢燃料电池观光车、35MPa车载储氢系统等,共七项氢能相关产品纳入名单。具体详情如下:
北京时间4月24日晚,国际顶级学术期刊《自然》(Nature)杂志在线发表南开大学电子信息与光学工程学院罗景山教授课题组与英国剑桥大学、瑞士洛桑联邦理工学院团队在光电催化水分解制氢领域取得的联合研究进展。该研究题为“Highcarriermobilityalongthe[111]orientationinCu2Ophotoelectrodes”。团队基
北极星氢能网获悉,据海德氢能消息,4月24日,壳牌与海德氢能先进制氢项目启动仪式于荷兰阿姆斯特丹举行。该项目于2024年第一季度正式进入实施阶段,基于新一代方形插片式电解水制氢系统氢舟,海德氢能将为壳牌提供先进制氢解决方案,共同推进大规模绿电制氢领域合作。
作为典型的资源型城市,山西太原因地制宜,在传统产业转型中创新做法,不再单纯依靠资源消耗,在加快形成新质生产力的当下,找到拉动经济发展的新动能。今年,太原市民绿色出行清单上多了一个新选项——氢能公交专线。沿着公交一路向南,记者来到清徐精细化工循环产业园,公交车所用的高纯氢就来自这里
进入2024年,氢能在政策端的扶持力度来到了一个新高度,在政策端引导下氢能有望迎来爆发阶段,今年或将成为氢能源产业爆发元年。氢能的大规模商业化发展,正迎来一个难得的时机。自从前几年国家和地方政府发布各种氢能规划之后,今年以来,氢能产业在务实具体的支持政策开始快速扩容升级。今年,氢能作
北极星氢能网获悉,据攀枝花发布消息,4月18日,攀枝花氢能产业园正式揭牌。攀枝花氢能产业园选址钒钛高新区,占地面积约126亩,是集钛双极板研发制造、氢燃料电池生产、氢燃料电池汽车制造和PEM电解水装备、高压储氢材料及储氢设备、加氢装备制造等为一体的高端氢能产业园,力争实现氢能产业产值突破1
近日,在2024国际氢能产业发展论坛上,中国船舶集团第七〇八研究所专家携两款最新研发的大型液氢运输船设计方案重磅亮相,并引发业内广泛关注。据悉,此次发布的180000立方米级和20000立方米级液化氢运输船,是目前全球最大舱容的液化氢运输船,目前已完成基本方案论证并联合ABS船级社进行认证,其中20
北极星氢能网获悉,近日,两辆以氢为燃料的汽车实现了北京到上海1500公里长距离运输测试,这是我国氢能车辆首次大范围、长距离、跨区域的实际运输测试。该氢燃料车装备了180千瓦氢燃料电池系统,搭载货物为氢燃料电池冷却液、柴油车尾气处理液等环保科技产品,整车重量达28吨。车辆从北京大兴出发,历
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!