首页English
  • 时政
  • 国际
  • 时评
  • 理论
  • 文化
  • 科技
  • 教育
  • 经济
  • 生活
  • 法治
  • 军事
  • 卫生
  • 养生
  • 女人
  • 文娱
  • 电视
  • 图片
  • 游戏
  • 光明报系
  • 更多>>
  • 报 纸
    杂 志
    光明日报 2019年06月09日 星期日

    中国科大研制新型催化剂降低电解水制氢成本

    作者:本报记者 常河 通讯员 范琼 《光明日报》( 2019年06月09日 06版)

        本报合肥6月8日电(记者 常河 通讯员范琼)能源是文明永恒的主题,氢能作为一种高效的清洁可再生能源更是本世纪的一大热点。电解水制氢由于零污染、零排放的优势而受到越来越多研究者的注意。作为其中关键的一环,各种新型催化材料也层出不穷。近日,中国科学技术大学的宋礼教授和江俊教授合作,推陈出新,独辟蹊径,利用催化效果最好的铂金属巧妙设计了遍布针尖的“松球结构”催化剂,在保持催化制氢效果不变的情况下,与商业铂碳催化剂相比,铂金属的用量降低了近75倍,大大降低了催化剂的成本。相关成果在线发表在6月3日的《自然·能源》上。

        宋礼教授课题组想到了一个好办法,能够最大化地使铂原子处于催化剂的表面。首先,相对于之前的研究,他们选择了单位质量下拥有最大表面的球形,将之前扁平的催化剂都做成一颗颗“球”,将以前局限在二维平面的反应改造成了三维立体的反应。曾经的一间小平房被改造成了一个球形小高层,可容纳的人数——也就是可以发生反应的场地大大增加了。同时,每个铂原子都位于球形的表面,保证了它们都在“生产一线”。这样催化剂形成了一个表面满是针尖的“球”,每个针尖都是一个单原子铂,没有“人”可以“躲”在后面偷懒。江俊教授说:“这个设计还带来一个惊喜的附加效果,理论模拟发现,弯曲的球面会在尖端铂原子处形成非常强的局域电场,相当于给铂原子脚上加了一个加速履带,可以进一步增强催化效率。”

        审稿人高度评价:“这是一项关于单原子催化剂的相当复杂的研究,作者通过维度设计来调节电荷和局部电场,提高铂原子的催化作用。我很欣赏这些有趣的想法。”

        铂金属在电化学制氢反应中拥有很重要的地位,本工作最大限度地减少铂用量但并未影响制氢反应催化效果,有望实现规模化应用;同时深入理解了催化剂效果与结构之间的联系,为进一步优化催化剂的性能指明了方向。

    光明日报
    光明日报(1985.01 - 2009.12)
    中华读书报
    中华读书报(1998.01 - 2010.08)
    文摘报
    文摘报(1998.01 - 2010.08)
    出版社
    考试
    博览群书
    博览群书(1998.01-2009.08)
    书摘
    书摘(1998.01-2009.08)

    光明日报社概况 | 关于光明网 | 报网动态 | 联系我们 | 法律声明 | 光明网邮箱 | 网站地图

    光明日报版权所有