单原子金催化剂用于燃料和化学品的低成本生产

<正>塔夫茨大学工程学院的研究人员与来自其他大学和国家实验室的人员一起设计并测试了一种新型催化剂,发现它有着可以大幅度减少燃料(氢气等)生产成本的潜力。这种催化剂是由一种特殊的结构构成:单个金原子通过氢和若干钠或钾原子结合,并被非反应性的硅材料所负载。研究人员在活动性和稳定性方面对比该催化剂与稀土元素和其他可还原氧化物负载组成的催化剂在生产高纯度氢气生产中的差别,得出该催化剂性能最佳。该项研究已被刊登在2014年11月27日版的《科学快讯》上,为生产可用于汽车等运输工具燃料电池的高品位清洁能源——氢气的研究指明了道路,即单活性中心负载金催化     

新型固体氧化物燃料电池问世北大核心

日本产业技术综合研究所宣布,该所研究人员和美国同行研制出一种微型固体氧化物燃料电池,这种燃料电池添加了特殊的催化剂层,可大大降低电池的工作温度。     

新型固体氧化物燃料电池问世

日本产业技术综合研究所宣布,该所研究人员和美国同行研制出一种微型固体氧化物燃料电池,这种燃料电池添加了特殊的催化剂层,可大大降低电池的工作温度。     

含钨工业催化剂研究的某些新进展

介绍了我国在石油与化学工业等方面含钨工业催化剂研究的某些新进展,其中包括加氢精制催化剂、甲烷氧化偶然联制乙烯催化剂、直接甲醇燃料电池甲醇电氧化催化剂、杂多酸催化剂、炭化树脂负载杂多酸催化剂等。研究与开发含钨催化剂是发展钨深加工制品的一条重要途径。     

低温燃料电池催化剂阳极材料的研究近况

低温燃料电池具有起燃温度低、能快速启动的优点.催化剂是低温燃料电池的关键材料,研制新型催化剂阳极材料是降低燃料电池成本,实现燃料电池产业化的关键.文章详细介绍了低温燃料电池用催化剂阳极材料的最新研究进展.     

金催化剂用于氢的生成和纯化

在燃料电池系统中，昂贵的催化剂用于产生纯氢，黄金的应用有可能在降低成本上产生重大影响。大部分研究是关于燃料电池系统应用的体积小、便携式反应器的制造。其中，大多数研究处于碳氢燃料的改进阶段，目的使水蒸气转移反应产生富含氢气的气体混合物。这些反应都含有少量的一氧化碳，必须采取措施，除去这部分一氧化碳，因为一氧化碳能使燃料电池催化剂中毒。     

铁基氧电极催化剂研究进展

燃料电池是一种通过化学反应将燃料所具有的化学能直接转化为电能的装置,因具有系统结构简单、启动快速、寿命长、功率密度和能量密度高等优点而备受关注.但是,燃料电池的氧还原反应动力学过程缓慢,需要高效的催化剂以提高整个体系的运行效率.目前,性能最好、使用最广泛的燃料电池催化剂是铂基催化剂.但铂价格极其昂贵,无法支持大规模商业...     

碳载铂催化剂的制备与性能

采用羟基铂酸为前驱体,通过沉淀转化工艺制备了铂担载量为20%(质量分数)的碳载铂催化剂。通过该方法制备得到的催化剂中纳米铂颗粒的粒度细小均一(约2.9 nm)、在载体上分布均匀、杂质Cl-含量少。质子交换膜燃料电池(PEMFC)单电池测试表明,该方法制备的催化剂对H2氧化的催化性能与E-TEK商品催化剂相当,最高输出功率密度达到1.34 W/cm2。     

稀土化合物在直接醇类燃料电池中的应用研究进展

综述了稀土氧化物和稀土离子对直接醇类燃料电池催化剂的修饰助催化作用,以及含稀土的钙钛矿型氧化物在直接醇类燃料电池中的应用,阐述了它们各自的催化或助催化作用机理,并对它们在直接醇类燃料电池中的应用前景进行了展望.     

离子交换树脂对Pt/C催化剂耐久性的影响

离子交换树脂（Ionomer）是质子交换膜燃料电池催化层的重要组成部分,它在催化层中的主要作用是作为质子传导相传导质子。本文采用旋转圆盘电极法（RDE）,在模拟燃料电池真实的运行环境（模式一）和模拟燃料电池启停环境（模式二）两种模式下,研究了Ionomer对铂碳催化剂电压循环耐久性的影响。通过相同位置透射电镜分析法（IL-TEM）,分析了铂碳催化剂经历模式二耐久性测试后的结构变化。研究发现Ionomer的存在可以提高铂碳催化剂的耐久性。在模式一的测试中:添加Ionomer后,其氧还原半波电位下降值?E从23 mV下降至11 mV;没有发生碳的腐蚀,Pt颗粒的长大是催化剂性能下降的主要原因;Ionomer的存在延缓了Pt电化学比表面积（ECSA）的降低从而有利于保持Pt的活性。在模式二的测试中:添加Ionomer后,其氧还原半波电位下降值?E从25 mV下降至5 mV,除了铂颗粒长大外还发生了载体碳的腐蚀;Ionomer的存在同样可以保持Pt的活性;IL-TEM分析可以看到明显的铂颗粒长大和碳腐蚀,碳载体的腐蚀造成铂的严重流失和团聚。含Nafion的催化剂中铂颗粒平均粒径从2.7 nm增加到了3.76 nm,不含Nafion的催化剂中的铂颗粒平均粒径从2.44 nm增加到了4.19 nm。      

直接碳固体氧化物电池阳极催化剂研究概述

纵观全球,能源危机和环境污染日益严重,传统的燃煤火力发电方式会排放大量的温室气体且效率低下,因此我们迫切寻求并开发煤炭等化石燃料清洁利用的新技术,而直接碳固体氧化物燃料电池是一种很有前途的解决方案.在直接碳固体氧化物燃料电池中,阳极电极催化剂是电池性能提升的关键.因此,本文介绍了直接碳固体氧化物燃料电池的基本知识,详细...     

直接甲醇燃料电池的研究现状及技术进展

论述了直接甲醇燃料电池在各研究机构取得的最新进展。由于DMFC目前存在甲醇的电催化活性低和甲醇从阳极到阴极的渗透问题，从电催化剂及电解质膜等两个方面概述了DMFC目前对于关键技术的研究现状及进展情况，指出研究开发新型电催化剂和电解质膜可以提高DMFC的性能，同时指出了DMFC的发展方向及应用前景。     

纳米材料领域又添新成果

中国科学院化学研究所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室在纳米功能材料研究领域取得一系列进展，他们以环境和能源需求为研究背景，继在燃料电池催化剂研究方面，利用简单、低能耗的方法开发出高效的金属纳米空心球催化剂之后，又在半导体光催化剂研究领域取得新成果。     

燃料电池用钯催化剂研究现状

介绍了燃料电池催化用钯催化剂的制备与形貌控制、成分设计和催化机理等方面的研究进展,并对其未来发展趋势进行了展望.     

大力开发黄金工业材料市场

与其它贵金属材料相比，黄金的价格近10年来基本稳定，主要是因为80％黄金用于珠宝饰物．工业应用仅占12％。为使黄金升值．必须大力培育和开发新的市场需求，主要有以下五个方面市场：①污染和废气控制技术（包括燃料电池）；②在先进电子和电学系统中的新应用；③金作为催化剂的化学反应过程；④先进的功能（纳米）涂料；⑤新的生物医学应用。黄金的许多新应用将在今后10年内逐渐出现，从而导致黄金市场的可持续增长。显然，许多新用途是基于化学合成，而不是传统的材料和机械工艺技术。文中重点介绍了金作为催化剂材料新的工业应用和研究开发现状，特别是一氧化碳（CO）低温氧化金催化剂。该催化剂可提高我军的装备现代化水平和战斗力，推广至消防和民用更具有重大意义。     

金属基氧电极材料催化机理研究进展

燃料电池作为一种高效、无污染的能源转换器件,受到广泛关注.其阴极氧还原反应是决定电池性能最重要、最关键的因素之一,也是制约其商业化的关键瓶颈因素之一.因此,研究和开发高效氧还原催化剂及其催化机理,对于燃料电池的发展和商业化进程具有十分重要的意义.在简要介绍燃料电池的基础上,综述了近年来金属基氧还原电极材料催化氧还原反应的机理,金属基氧还原电极材料包括Pt催化剂、Pt-M催化剂、杂原子掺杂碳载金属类催化剂等,总结了提高催化活性和稳定性、降低催化剂制备成本和催化剂制备工艺等方面所取得的研究结果,并指出了各类催化剂目前尚待解决的问题和发展方向.     

科技动态

休斯顿大学开发出新型电池催化剂据美国《先进材料和加工技术》杂志近期报道,美国德克萨斯州休斯顿大学已经开发出一种新型电池催化剂,来改进燃料电池能量。催化剂活性期由富铂外壳、铜合金、钴和铂纳米颗粒构成,这种新型催化剂展示出来最高活性用于还原氧。在这一周期交流电施加到电极上时,催化活动期即刻形成,特别是廉价金属如铜在纳米颗粒表面和合金分离位,这一技术形成具有富铜合金的芯和几乎完全是铂的外壳的纳米颗粒。     

Pt-NbOx/C、Pt-ZrO2/C复合氧电极催化剂的制备及性能研究

以NbOx、ZrO2作为助催化剂,采用分步法制备得到Pt-NbOx/C、Pt-ZrO2/C复合催化剂,采用XRD、SEM等手段分析了催化剂的物相及形貌特征。通过循环伏安法、阴极极化曲线等电化学方法对催化剂的电化学性能进行了研究。结果表明,Pt均匀分布在载体表面,颗粒大小均在5 nm以下;NbOx和ZrO2的加入没有改变氧的还原反应机理,与Pt/C、Pt-ZrO2/C催化剂相比,Pt-NbOx/C复合催化剂催化氧电化学还原过程的活性有了明显提高。     

铬酸镧材料的研究现状及应用领域

铬酸镧(LaCrO3)是一种钙钛矿型(ABO3)复合氧化物,具有很高的熔点(2490℃)。它在掺杂Ca、Sr和Mg等二价碱土金属后具有很多特殊的性质。在高温发热材料、固体氧化物燃料电池连接材料、催化剂、NTC热敏电阻等方面都得到广泛的应用,是一种很有前途的功能陶瓷材料。本文就其应用及研究现状进行了综述。     

Pt基核壳结构质子交换膜燃料电池氧还原催化剂研究进展

质子交换膜燃料电池在电动汽车动力电源上有广泛的应用前景,其电催化剂的主要成分是Pt,Pt昂贵的价格限制了质子交换膜燃料电池的商业化应用。Pt与3d族过渡金属合金能显著提升Pt催化剂的催化活性,但是活泼的过渡金属元素会在电化学过程和酸性环境下溶出,从而降低燃料电池的整体性能,Pt合金催化剂的稳定尚需提高。Pt基核壳结构催化剂由于成分和结构可调,在提高Pt基催化剂的Pt利用率、催化活性和稳定上有很大潜力,是质子交换膜燃料电池催化剂的研究热点之一。本文按照Pt基核壳结构催化剂的成分划分,从合成方法、结构设计与表征、催化活性、稳定性等方面综述了最近几年Pt基核壳结构催化剂的研究进展。已有研究显示通过控制催化剂纳米尺度的结构和成分分布,包括控制Pt壳层厚度、核与壳的成分、催化剂尺寸和形貌,设计多层核壳结构的催化剂和对催化剂进行后处理等途径,可以制备出各种结构的Pt基核壳结构催化剂,并对壳层Pt原子形成不同程度的电子转移效应和几何晶格应变,提高了催化剂的催化活性和稳定性。