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氢能作为一种能量高、洁净的可再生能源受到广泛关注。通过电化学水解制备氢气是当前研究热点之一。近年来,全水解电极催化剂的设计制备取得了瞩目的研究成果。然而,寻找能在中性水电解质中同时展现高活性、高稳定性的水氧化和还原非贵金属电催化剂仍然是电解水制氢研究领域的一大挑战。
近日,中国科学技术大学俞书宏教授团队和高敏锐教授课题组采用简单的电化学沉积和固相磷化两步反应,设计并成功制备了镍掺杂的磷化钴(Ni0.1Co0.9P)三元纳米片电催化剂。相比于纯的Ni2P和CoP,掺杂后的材料在中性条件下同时展现出优异的水还原和氧化电催化活性和稳定性。实验人员将这种三元材料作为中性水全分解电解池的阴极和阳极,发现其性能优于以商业贵金属材料作为电极制备的电解池。研究成果以“A Janus Nickel Cobalt Phosphide Catalyst for High-efficiency Neutral-pH Water Splitting”为题,发表在《德国应用化学》杂志上(Angew. Chem. Int. Ed.2018, 57, 15445 –15449),并被选为Hot Paper和内封底封面。论文的共同第一作者是中国科大博士研究生吴睿、西安交通大学肖冰教授和中国科大高强特任副研究员。
研究人员制备的Ni0.1Co0.9P三元纳米催化剂具有多孔结构,有利于电化学反应中的传质过程。在中性电解液中,其水还原电流密度达到10 mA/cm2时所需电势为125 mV,而其水氧化反应在电流密度达到10 mA/cm2时所需电势为1.79 V,展现出与商业Pt/C和Ir/C电催化相媲美的催化性能。机理研究表明,这种新型Ni0.1Co0.9P三元纳米片相比于纯的CoP结构,Ni原子的掺杂导致其晶胞发生收缩,从而压缩Co-P键的键长,引起局域Co氧化态的升高。理论计算结果证实,这种Ni掺杂引起的电子态变化会降低催化剂在中性水氧化和还原反应过程中活性位点与中间产物的吸附自由能,赋予催化剂优异的催化性能。
图 Ni0.1Co0.9P三元纳米电催化剂的水氧化和水还原催化活性及其器件性能评估
研究人员进一步将制备的Ni0.1Co0.9P三元纳米催化剂作为双电极构筑了水全分解电解池。实验结果显示,在中性水电解质中,该器件性能优于以商业Pt/C||Ir/C为电极材料构筑的电解池,展现了工业级电解水制氢的潜能。这项工作为发展廉价三元过渡金属磷化物作为电极用以中性水电解制氢提供了新的研究思路,展现了潜在的商业应用前景。
该项研究得到国家自然科学基金委创新研究群体、国家自然科学基金重点基金、国家重大科学研究计划、中国科学院前沿科学重点研究项目、中国科学院纳米科学卓越创新中心、苏州纳米科技协同创新中心、合肥大科学中心卓越用户基金等资助。
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6月10日,皖能集团在皖能智能管控中心举办聚变与氢氨能源工程应用联合实验室揭牌暨皖能股份公司与聚变新能公司战略合作协议签约仪式。省人大常委会副主任、省科学技术协会主席韩军,省国资委党委书记、主任王宏,省科技厅党组书记吴劲松,省能源局党组成员、副局长曾晓明出席仪式,中国工程院院士、合
从规模扩张转向质量优先——第十八届中国国际煤炭大会观察“随着电煤消耗呈现新特点,发电用煤占煤炭消费的比重将进一步提升到60%以上。力争2030年实现碳达峰前,电力行业用煤量仍将继续小幅增长,增速放缓。”6月11日,中国电力企业联合会党委委员、专职副理事长安洪光在北京举办的第十八届中国国际煤
6月12日,在万众瞩目的2025SNEC国际太阳能光伏与智慧能源大会现场,隆基绿能宣布两项颠覆性技术突破:经美国国家可再生能源实验室(NREL)权威认证,其自主研发的大面积(260.9cm#xB2;)晶硅-钙钛矿两端叠层太阳电池转换效率达33%,刷新全球大面积叠层电池效率纪录;同时,BC电池组件效率突破26%,再度
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注:板块及分会场持续更新中,请以正式通知为准。组织机构01主办单位青岛市人民政府02支持单位世界水理事会(WWC)国际水协会(IWA)中国工业节能与清洁生产协会河海大学膜材料与膜应用国家重点实验室03承办单位青岛市科学技术协会青岛市商务局青岛西海岸新区管理委员会水资源高效利用与工程安全国家工程研
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6月10日,2025年包钢鑫能公司(发电作业部白云作业区)脱硝催化剂采购项目招标公告发布。规格:20孔,数量123.93m。最高限价(元/不含税):1673055.00,合计13500元/m。
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北极星氢能网获悉,6月9日,中国电建湖北省襄阳市中电建枣阳200MW光伏发电项目制氢设备及配套采购项目招标公告发布。信息显示:本项目位于湖北省襄阳市枣阳市,按照光伏+电解水制氢项目一体化开发模式,200MW光伏发电项目、4200Nm³/h电解水制氢项目。本项目电解水制氢项目建设规模4200Nm³/h,拟选配
北极星氢能网获悉,近日,国家能源集团氢能科技有限责任公司发生工商变更,注册资本由1.88亿人民币增至6.61亿人民币,增幅约252%,同时,刘玮由执行董事改任董事,任担任经理一职。该公司成立于2019年6月,法定代表人为刘玮,经营范围含氢能源及燃料电池相关装备与技术的开发、技术推广、技术服务、技
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