【科技动态】国内外氢气制取最新研究进展

弗吉尼亚大学和加州理工学院在制氢催化研究中取得进展

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技术领域：氢气制取

开发单位：加州理工学院, William A. Goddard III, ; 弗吉尼亚大学, Sen Zhang.

技术突破：在二氧化钛纳米晶体表面的原子层面上创建活性催化位点，该技术可产生耐用的催化材料，并且能更好地引发析氧反应。

文章名称：Chang Liu, William A. Goddard III, Sen Zhang, et al. Oxygen evolution reaction over catalytic single-site Co in a well-defined brookite TiO₂nanorod surface. Nature Catalysis, 2020.

应用价值：可促进清洁能源的利用，是实现可再生太阳能大规模使用的关键。

据统计，一年内到达地球表面的太阳能量要大于我们使用不可再生资源可生产的所有能源之和。过去几年里，将阳光转化为电能方面的技术发展迅速，但最大的问题是这些电能的存储和分配效率低下，这使得太阳能无法在大范围内实现应用。近日，弗吉尼亚大学和加州理工学院等机构的研究人员提出了一种改进和理解催化材料的新方法，涉及先进材料合成，原子级表征和量子力学理论相结合，即采用新工艺在二氧化钛纳米晶体表面的原子层面上创建活性催化位点，该技术可产生耐用的催化材料，并且能更好地引发析氧反应。这项研究在原子层级上对纳米材料进行调节，取得最佳的催化效率，从而促进清洁能源的利用，是实现可再生太阳能大规模使用的关键。

图1  在Co-TiO₂表面析氧反应的原理示意图

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中国计量大学发表非贵金属光催化制氢

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技术领域：氢气制取

开发单位：中国计量大学，陈智；韩国大学，Yong Sik Ok.

技术突破：归纳总结了近几年来非贵金属催化剂在光催化制氢方面的应用；结合光催化制氢机理，系统探究了提高光催化制氢效率的改性策略。

文章名称：Wan Zhao, Zhi Chen, Yong Sik Ok, et al. Recent advances in photocatalytic hydrogen evolution with high-performance catalysts without precious metals. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2020.

应用价值：催化物制氢理论指导。

碳基燃料所引起的的能源危机和环境污染引起了人们的广泛关注。开发可替代不可再生能源的可再生和环保能源已引起社会极大关注。自1972年研究人员利用光电化学在TiO₂单晶电极上实现H₂制取以来，光催化电解水制氢一直是学术界和工业界研究的热点。

中国计量大学研究人员系统地归纳总结了近几年来非贵金属催化剂如氧化物(TiO₂、ZnO等)，硫化物(CdS、ZnS等)，磷化物(NiP)，非金属材料(g-C₃N₄)等在光催化制氢方面的应用；结合光催化制氢机理，系统探究了提高光催化制氢效率的改性策略；通过综合研究，指出了当前光催化制氢实际应用中存在的一些问题以及未来面临的挑战。 

图2 可再生能源催化制氢过程示意图国际储能技术与产业联盟国际储能技术与产业联盟是由中国科学院工程热物理所牵头，联合英国伯明翰储能中心、中国能源研究会储能专委会等欧美国际知名储能技术研发机构及行业组织共同发起。公众号将重点关注锂电池、液流电池、压缩空气储能、抽水蓄能、飞轮储能、储氢、蓄热等领域的科技进展和行业动态。地址：北京市海淀区北四环西路11号联系方式：010-82543135
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