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包养价格

科学家们发现了“终极能源”作为从水中提取氢的廉价钥匙在市场化方面的关键突破。

????中国科学家发现了“终极能源”市场化的一个关键突破,它是从水中提取氢的廉价钥匙。

????北京,4月15日(范琼,武兰)中国科技大学(CSUT)4月15日报道,其研究人员获得了一种从水中提取氢的廉价键,一种新的催化剂,不仅大大降低了成本,而且增加了近10倍的稳定性。

????研究人员成功制备的钌单原子合金催化剂具有成本低、效率高的特点。本研究结果被选为4月份的《自然催化》封面文章。

????《自然催化》四月刊封面:在酸性电解质环境中,水分子在外加电位的作用下吸附到活性位点的单原子Ru上,在单原子Ru的催化下,电解水产生氧气。

????“终极能源”氢能市场化的关键环节是高效、廉价的制氢。其中,电解水是最有前途的制备方法之一。然而,我们面临的最困难的挑战之一是电解水过程中所需的高效、廉价的氧沉淀催化剂。

????中国科技大学吴源教授最近利用创新技术在氧沉淀催化剂方面取得重大突破,这是电解水制氢产业化的重要一步。

????二氧化铱是一种常用的工业氧沉淀催化剂。铱金属的市场价格是每克240元到250元。工业用二氧化铱电解水制氢成本为每公斤33元至38元,汽油转化为同一能源的成本为25元至29元。这是推广高能、清洁、廉价氢能的主要障碍。相比之下,另一种可作为催化关键元素的金属钌的市场价格为19.5-20.5元/克,地球的储量更丰富,价格更便宜。在工业上应用,可有效降低制氢成本,促进氢的推广。

????不幸的是,在强酸性和氧化环境中,二氧化钌很容易在高工作电位下氧化成四氧化钌,从而失去催化活性。主要原因是二氧化钌中的晶格氧参与了氧的沉淀。因此,开发一种高活性、稳定的钌单原子催化剂是解决上述问题的最有潜力的途径。

????钌基催化剂在酸性氧沉淀中的稳定性一直是世界公认的问题。吴源教授的团队早在2014年就开始研究钌的应用。为了实现电解水高效、低成本制氢,创新性地提出以抗氧化性强、耐溶解性强的铂基合金为载体,利用表面缺陷工程技术捕获稳定单原子,成功制备了钌M。单原子合金催化剂。与商业化的钌基催化剂相比,钌单原子合金催化剂具有超潜力。它减少了30%左右,稳定性提高了近10倍。

????新加坡国立大学化学系杨文祥教授对这一成果作出了高度评价。他认为吴源教授的团队已经成功地实现了“通过应力工程调节钌的电子结构,从而进一步提高其在酸氧沉淀中的活性和稳定性”的任务。

????吴源教授的团队制备了一种单原子钌(Ru)催化剂,该催化剂只需较低的过电位(220mV),即可使酸氧沉淀过程大大加快。/艺术设计:崔杰

????本文第一作者牟燕才博士说,实验证明,在酸性电解水反应中,钌单原子合金催化剂比市售的钌基催化剂具有更好的活性、抗氧化性和抗溶解能力。

????在这项研究中,研究人员不仅成功地实现了在稳定的合金载体中插入一个钌原子来制备高效催化剂,而且深受其启发。”利用金属/合金载体调节单原子电子结构的策略可以应用于其他反应系统,这可能为许多类似的科学问题提供思路。”吴元教授说。

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