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在电催化水氧化过程中，催化剂体相与催化层之间的电子转移势垒决定了电极极化到高价催化活性物质的难易程度。因此，寻找降低电子转移能垒的策略对于提高电-氢转换效率至关重要。在热促进化学反应动力学传统认知中，电-热耦合是通过热加速传质来加速电化学水氧化速率（图1），其反应速率常数k与绝对温度T之间服从lnk - T-1 线性Arrhenius关系。在此种情况下，热并不改变材料电子态，也就是说，不改变材料催...
上海高研院在碱性电解水制氢耦合产高附加值化学品研究中取得新进展（图）
电解 耦合 有机分子
2024/12/24
随着可再生能源成本的不断下降，电解水制氢逐渐成为氢气的重要来源之一。然而，传统电解体系中阳极析氧（OER）过程较为缓慢，导致的高能耗仍然是限制其规模化应用的重要因素。相比之下，电解水制氢与有机分子氧化（如甘油电催化氧化，GER）耦合，不仅可以有效降低系统能耗，还能在阳极产生高附加值产物，从而提升整体经济效益。
中国科学院大连化学物理研究所利用铠甲催化剂实现全光谱光热增强电解水析氧反应（图）
催化剂 光谱 电解 反应
2024/12/15
2024年12月9日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室能源与环境小分子催化研究中心（509组群）邓德会研究员和于良研究员团队在“铠甲催化剂”全光谱高效光热催化转化研究上取得新进展。团队以石墨烯封装CoNi金属“铠甲催化剂”为基本单元，构筑了等级纳米笼结构，提升了太阳光吸收率、光热转化效率和催化反应活性，进而实现了全光谱吸收-太阳光热增强电解水析氧反应过程。该工作为全光谱太阳光热转...
国家自然科学基金委员会中国学者在吸附式空气取水领域取得进展（图）
吸附 空气 纳米 纤维
2024/12/3
在国家自然科学基金项目（批准号：52376203、52006145、51521004）等资助下，上海理工大学王佳韵副教授、王世革教授和上海交通大学王如竹教授合作，在温敏纳米纤维空气取水研究领域取得进展。这一成果在以“受空气凤梨启发的超高效温敏吸湿纳米纤维用于太阳能空气取水（Tillandsia-inspired Ultra-efficient Thermo-responsive Hygroscop...
中国科学院研究实现密闭环境中水的自发定向流动与高效蒸发行为并构建密封水伏电池（图）
环境 流动 行为 电池
2024/11/23
水的蒸发行为是自然界和生活中常见的物理现象，对自然界水循环、人类生存和发展以及各种产业化应用具有重要作用。研究和利用水蒸发过程中传质与传热行为，对高精度打印、溶液法微纳制造、高性能水伏发电等领域的发展具有重要意义。
华东理工大学阴离子交换膜电解水制氢催化剂研究获新进展
中国石化 催化剂 应用化学
2024/12/9
近日，华东理工大学材料科学与工程学院清洁能源材料与器件团队在阴离子交换膜电解水制氢催化剂领域取得重要进展，相关成果在线发表于国际权威期刊《德国应用化学》。
中国科学院大连化学物理研究所通过设计合成模型催化剂揭示光催化全分解水的速控步骤（图）
合成 模型 催化剂
2024/11/8
2024年10月22日，中国科学院大连化学物理研究所太阳能研究部太阳能制储氢材料与催化研究组（DNL1621组）章福祥研究员团队利用稀土元素规律性变化的物理化学特性，通过A位稀土原子替代策略，合成了钙钛矿结构材料RTaON2（R = Pr、Nd、Sm、Gd）用作模型光催化剂，讨论了A位元素调控对钙钛矿结构光催化剂局部结构，以及光催化相关物理化学性质的影响，并且深入探究了光催化全分解水过程的决速步骤...
中国科大阴离子交换膜电解水制氢技术取得新进展（图）
离子 膜 电解
2024/12/5
低温电解水作为一种可持续的绿色制氢技术受到广泛关注。在众多电解水技术中，阴离子交换膜水电解在制的氢气纯度、电流密度、冷启动时间等方面具有优势，且可以不使用贵金属催化剂和槽体。当前，过渡金属及其氧化物在碱性电解质中展现较好的析氧催化活性。然而，在大电流密度下，这类催化剂的稳定性能面临较大挑战。
中国科学技术大学阴离子交换膜电解水制氢技术取得新进展（图）
阴离子交换膜 电解 制氢技术
2024/9/3
低温电解水作为一种可持续的绿色制氢技术受到广泛关注。在众多电解水技术中，阴离子交换膜水电解在制的氢气纯度、电流密度、冷启动时间等方面具有优势，且可以不使用贵金属催化剂和槽体。当前，过渡金属及其氧化物在碱性电解质中展现较好的析氧催化活性。然而，在大电流密度下，这类催化剂的稳定性能面临较大挑战。
上海高研院在PEM水电解低贵金属电催化中取得系列重要进展（图）
电解 金属 电催化
2024/10/14
氢能是实现全球深度脱碳，完成能源体系变革的重要途径。质子交换膜水电解(PEMWE)制氢具有高电流密度、高效率、环境友好等优势，同时其快速动态响应能力使其可以与风能、太阳能等间歇性可再生能源直接耦合，被认为是最有前途的绿氢制备技术之一。然而，PEMWE中阴极反应（氢析出反应，HER）和阳极反应（氧析出反应，OER）分别需要使用大量铂、铱等贵金属作为催化剂以满足实用过程中电解槽对于活性和稳定性的需求，...
中国科学院物理研究所原子尺度上揭示光催化分解水的奥秘（图）
原子 光催化 电池
2024/8/8
五十多年以前，日本科学家A. Fujishima和K. Honda发现二氧化钛(TiO2)具有光电化学分解水的能力，成为该研究领域的一个突破性里程碑。在紫外光照射下，TiO2 具有催化水分解为氢气(H2)和氧气(O2)的独特性质，再加上掺杂策略能将其光活性扩展到可见光范围，TiO2成为通过光电化学电池实现太阳能转换的关键材料。
地球环境研究所揭示液态水影响下冬季二次有机气溶胶生成机制的粒径分布特征（图）
有机气溶胶 颗粒 大气
2024/8/14
二次有机气溶胶(SOA)在颗粒物大气污染中起着重要作用，但其形成机理尚不完全清楚。颗粒物混合状态、吸湿性和酸性等特性对SOA生成影响显著，二气溶胶化学组成的粒径分布可以提供重要的信息来阐明大气气溶胶的形成和转化过程，例如新粒子的形成和生长，或光化学和水相反应。因此，分析气溶胶化学组成及来源的粒径分布特征有助于理解它们在大气中的形成机制。
中国科学技术大学在单原子催化水污染控制技术研究方面取得新进展（图）
单原子催化 水污染 控制技术
2024/9/3
近期，中国科学技术大学环境科学与工程系、苏州高等研究院在单原子催化水污染控制方面取得新进展，揭示了限域单原子催化促进污染物降解的新机制，并构建了高效的限域单原子类芬顿催化体系。研究成果以“Nanoconfinement steers nonradical pathway transition in single atom Fenton-like catalysis for improving ox...
2024年5月23日，中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室无机膜与催化新材料研究组（504组）杨维慎研究员和朱凯月研究员团队在水系锌离子电池电解质研发方向取得新进展，制备了两面具有不同亲水性、截面具有梯度孔道结构的Janus水凝胶膜，并将其用作水系锌离子电池电解质，不但降低负极水活度抑制析氢反应，而且确保正极侧充足的质子嵌入进而提高电池容量，实现了锌离子电池的长期稳定循环。
