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过渡金属碳化物由于碳原子嵌入钨晶格中导致其费米面附近的态密度具有类贵金属铂的电子结构，因此被理论预测在电催化析氢反应（HER）中具有类铂的催化属性。与传统的酸性HER相比，在具有大规模产氢潜力的碱性环境中，碳化钨材料的析氢性能并没有如理论预测一样，其中的一个重要原因就是金属钨的d轨道电子填充数在半填充以下，缺电子而富空轨道，这虽然非常有利于碱性HER反应底物H2O分子的吸附和解离，但是解离出的H*...
单原子改性二硫化钼电催化析氢
析氢 二硫化钼 单原子 电催化
2022/3/29
氢能是21世纪最理想的清洁能源之一。相比于天然气和煤炭制氢,电解水制氢具有成本低、效率高、无污染、原料丰富的特点,可以有效缓解CO2过量排放导致的温室效应。电催化析氢需要活性高、稳定性好、廉价易得的催化剂克服反应能垒并加速动力学过程,对实现分解水制氢的规模化应用具有重要的推动作用。铂基催化剂被公认为性能最优异的析氢电催化剂之一,但由于丰度低、成本高,不适用于大规模产氢。二硫化钼(MoS2)作为典型...
中国科学院大连化学物理研究所研发新型催化体系实现高效电催化析氢（图）
碳载金属催化剂 电催化析氢反应
2021/5/12
近日，中国科学院大连化学物理研究所纳米反应器与反应工程学创新特区研究组（05T7组）刘健研究员团队与大连理工大学周思研究员、天津大学梁骥教授团队，通过单原子催化剂改性碳载体的策略，增强载体与其上负载金属粒子间的相互作用，构筑了钴单原子催化剂掺杂碳载金属钌（Ru）纳米反应器，实现了电催化析氢反应中绿氢的高效制备，为碳载金属纳米催化剂性能的调控提供了新思路。
由金属结点与有机配体严格组装形成的金属-有机骨架（MOFs）材料已被证明是制备各种纳米催化剂的理想前驱体。然而，MOFs自模板法衍生的碳骨架普遍继承了前驱体的微孔结构特点，严重限制了其内部金属活性位点的可利用性，并阻碍了催化过程中的传质作用。因此，开发具有高分散高活性金属位点和等级孔结构的电催化剂用于不同催化反应具有重要的意义。
碳基催化剂电催化析氢研究取得新进展（图）
碳基催化剂 电催化析氢 电催化剂
2019/10/15
近年来电解水制氢受到广泛关注，寻找能替代贵金属的廉价高效的电催化剂成为当下研究热点。石墨烯由于具有良好的导电性，优异的化学稳定性以及易于化学修饰等优点，引起了科研人员的广泛关注，人们致力于将其发展成为高活性的电解水制氢催化剂。已有研究结果表明通过氮等杂原子掺杂可以调控杂原子近邻碳原子的电子结构，增强该碳原子活性位点与反应中间体的吸附作用，进而提高石墨烯等碳基材料的电催化析氢性能，然而传统的吡啶、吡...
获取清洁的氢能替代传统化石燃料是解决能源危机、环境污染等世界性难题的有效途径。因此，如何通过催化剂设计高效地获取氢能一直是当代科研工作者的工作重心和研究热点。研究表明良好的电催化剂需具备以下特点：(1) 价格低廉，不包含贵金属元素(如Pt)；(2) 更多的活性位点，扩大催化剂体表比; (3) 更高的催化活性，合适的吉布斯自由能；(4) 高效的载流子迁移，良好的金属性。 然而，目前研究思路主要集中在...
中国科学技术大学在电催化析氢研究方面取得新进展（图）
中国科学技术大学 电催化 析氢 高纯氢气
2017/5/3
氢被认为是环境友好的清洁能源，电催化分解水可以制备高纯氢气，在碱性介质中电解水是最有可能实现产业化制氢的技术。一直以来贵金属是该领域活性最高的催化剂，近年来科研人持续探索致力于将过渡金属发展成高活性碱性析氢电催化剂以降低成本，然而很多催化剂的活性与贵金属相比还有很大的差距。将少量的贵金属与过渡金属合金化是提升过渡金属电催化性能的一个重要途径。近日，中国科学技术大学博士生苏建伟和杨阳（导师陈乾旺教授...