化工儀器網(wǎng)首頁(yè)>資訊中心>項(xiàng)目成果>正文

中科院寧波材料所電解制氫耦合高值化學(xué)品制備研究獲進(jìn)展
2025年03月27日 08:42:40 來(lái)源：化工儀器網(wǎng) 點(diǎn)擊量：7646

相關(guān)成果Nanoscale high-entropy surface engineering promotes selective glycerol electro-oxidation to glycerate at high current density于近日發(fā)表于《自然-納米技術(shù)》(Nature Nanotechnology)

　　電解水制氫作為綠氫生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)，因陽(yáng)極析氧反應(yīng)(OER)動(dòng)力學(xué)緩慢、能耗高等問(wèn)題，長(zhǎng)期制約其大規(guī)模應(yīng)用。中國(guó)科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出以甘油電氧化替代傳統(tǒng)OER，不僅顯著降低制氫能耗，還同步生產(chǎn)高附加值化學(xué)品甘油酸，相關(guān)成果Nanoscale high-entropy surface engineering promotes selective glycerol electro-oxidation to glycerate at high current density于近日發(fā)表于《自然-納米技術(shù)》(Nature Nanotechnology)。
 
　　傳統(tǒng)電解水制氫技術(shù)中，陽(yáng)極OER需轉(zhuǎn)移4個(gè)電子，反應(yīng)能壘高且副產(chǎn)物氧氣經(jīng)濟(jì)價(jià)值低，導(dǎo)致整體效率受限。為解決這一問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)提出“替代性陽(yáng)極反應(yīng)”策略，將生物質(zhì)衍生物甘油作為反應(yīng)物，通過(guò)其電氧化生成高值化學(xué)品(如甘油酸、乳酸等)。然而，甘油氧化路徑復(fù)雜，產(chǎn)物選擇性低，且需在高電流密度下實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定催化，這對(duì)催化劑設(shè)計(jì)提出了極高要求。
 
　　研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了一種高熵合金催化劑(PtCuCoNiMn)，通過(guò)多金屬協(xié)同效應(yīng)優(yōu)化催化表面活性位點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了甘油選擇性氧化路徑的精準(zhǔn)調(diào)控。實(shí)驗(yàn)表明：
 
　　1. 高選擇性與高電流密度兼容：在0.2 A cm?²的工業(yè)級(jí)電流密度下，甘油酸選擇性達(dá)90%以上，大幅優(yōu)于傳統(tǒng)催化劑。
 
　　2. 協(xié)同催化機(jī)制：Pt作為主要活性位點(diǎn)主導(dǎo)甘油氧化，Cu通過(guò)抑制副產(chǎn)物乳酸生成提升選擇性，而Co、Ni、Mn則通過(guò)調(diào)節(jié)表面氧化態(tài)保護(hù)Pt活性位點(diǎn)，延長(zhǎng)催化劑壽命。
 
　　3. 原位表征與理論計(jì)算驗(yàn)證：結(jié)合原位光譜與密度泛函理論(DFT)計(jì)算，揭示了甘油氧化路徑為“端羥基活化→甘油醛中間體生成→甘油酸電氧化”的分步機(jī)制，并證明Cu的引入通過(guò)熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)雙重作用抑制副反應(yīng)。
 
　　團(tuán)隊(duì)搭建的小型電解槽在間歇運(yùn)行模式下，成功實(shí)現(xiàn)了0.2 A高電流密度下的穩(wěn)定制氫與甘油酸聯(lián)產(chǎn)。通過(guò)優(yōu)化催化劑/電解質(zhì)界面，電極在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中未出現(xiàn)顯著活性衰減，為規(guī)?；瘧?yīng)用提供了技術(shù)驗(yàn)證。
 
　　寧波材料所此項(xiàng)研究不僅突破了電解制氫的能效瓶頸，更開(kāi)創(chuàng)了“綠氫+高值化學(xué)品”聯(lián)產(chǎn)的新模式，為可再生能源驅(qū)動(dòng)的化工生產(chǎn)提供了創(chuàng)新范式。未來(lái)，結(jié)合團(tuán)隊(duì)在海水電解制氫陰極與陽(yáng)極穩(wěn)定性等領(lǐng)域的技術(shù)積累，有望實(shí)現(xiàn)多場(chǎng)景、全鏈條的綠氫產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
 
　　研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、科技創(chuàng)新2030-重大項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金以及浙江省和寧波市相關(guān)項(xiàng)目等的支持。
 
　　參考來(lái)源： 寧波材料技術(shù)與工程研究所
 
關(guān)鍵詞

相關(guān)閱讀 Related Reading

查看更多+

  • 預(yù)算316萬(wàn)元 新疆維吾爾自治區(qū)藥品檢驗(yàn)研究院采購(gòu)檢驗(yàn)設(shè)備

    新疆維吾爾自治區(qū)藥品檢驗(yàn)研究院就“新疆維吾爾自治區(qū)藥品檢驗(yàn)研究院采購(gòu)檢驗(yàn)及科研用實(shí)驗(yàn)供應(yīng)品”發(fā)布招標(biāo)公告，預(yù)算316.18萬(wàn)元。
    2025-05-09 09:24:04

  • 預(yù)算251萬(wàn) 上海市浦東新區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站采購(gòu)專業(yè)儀器設(shè)備

    上海市浦東新區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)站就“新增與更新專業(yè)儀器設(shè)備”發(fā)布招標(biāo)公告，預(yù)算251萬(wàn)。
    2025-05-09 09:09:13

  • 干貨滿滿！“第四屆地質(zhì)與稀土樣品處理及檢測(cè)技術(shù)專場(chǎng)線上研討會(huì)”邀你報(bào)名

    2025年5月15日14：00，化工儀器網(wǎng)特舉辦“第四屆地質(zhì)與稀土樣品處理及檢測(cè)技術(shù)專場(chǎng)線上研討會(huì)”，邀請(qǐng)行業(yè)專家及相關(guān)從業(yè)人員，...
    2025-05-09 08:44:03

  • 預(yù)算687萬(wàn)元 山東省食品藥品研究院采購(gòu)一批儀器設(shè)備

    山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院就“山東省食品藥品檢驗(yàn)研究院食品監(jiān)管能力建設(shè)儀器設(shè)備采購(gòu)”發(fā)布招標(biāo)公告，預(yù)算687萬(wàn)元。
    2025-05-07 08:53:32

  • 儀器行業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)15.3% 一季度工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)數(shù)據(jù)發(fā)布

    近日，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局發(fā)布2025年1—3月份工業(yè)企業(yè)利潤(rùn)數(shù)據(jù)及解讀，儀器行業(yè)利潤(rùn)增長(zhǎng)15.3%，整體發(fā)展穩(wěn)中向好。
    2025-05-06 11:56:45

  • 漢邦科技科創(chuàng)板上市 擬募資5億加碼色譜技術(shù)研發(fā)與產(chǎn)能擴(kuò)張

    江蘇漢邦科技股份有限公司在科創(chuàng)板首次公開(kāi)發(fā)行2200萬(wàn)股新股，發(fā)行價(jià)22.77元/股，募集資金約5.01億元，凈額4.31億元。募...
    2025-05-06 11:26:10

版權(quán)與免責(zé)聲明

  • ①凡本網(wǎng)注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡(luò)有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權(quán)或有權(quán)使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、摘編或利用其他方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)使用作品的，應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用，并注明“來(lái)源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關(guān)法律責(zé)任。
  • ②本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其他來(lái)源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，不承擔(dān)此類作品侵權(quán)行為的直接責(zé)任及連帶責(zé)任。其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時(shí)，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來(lái)源，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任。
  • ③如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問(wèn)題，請(qǐng)?jiān)谧髌钒l(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
煤化工行業(yè)分析檢測(cè)技術(shù)整體解決方案線上會(huì)議
關(guān)閉