氢能是关系国家未来的重大新兴产业。据国际能源署预测，到2050年，全球氢气需求将达到约1亿吨，其中大部分来源于绿氢。然而，在绿氢产业化进程中占据重要地位的质子交换膜电解水技术（PEMWE），却面临催化剂性能问题的挑战。想要满足未来绿氢产业的需求，开发一种低成本、高效且稳定的催化剂，成为全球学术界和工业界迫切需要解决的核心问题。
复旦大学张波、徐一飞、段赛、徐昕合作团队通过创造性的“熟化诱导嵌入方法”，合成了具有极高催化活性和稳定性的铱/铈嵌入式负载催化剂，在减少贵金属用量的同时显著提高了绿色氢气的生成效率，为绿色氢能的可持续发展奠定了新基础。相关研究成果于2月14日发表在《科学》上。
在绿氢的生产过程中，PEMWE电解水技术是当前最为前沿的技术之一。PEMWE依赖于析氧反应催化剂，这一催化过程的效率直接决定了整个电解水反应的能效与经济性。
目前，铱和其氧化物是唯一可以在PEMWE阳极的强酸性环境下稳定工作的催化剂，但其高昂的成本和稀缺性限制了其大规模应用。此外，现有的铱基催化剂因催化活性和稳定性有限，尚无法满足未来绿氢产业的需求。
“这是因为现有的催化剂看上去就像我们早餐吃的麻球，‘麻球’表面的‘芝麻’就是氧化铱，正是这些‘芝麻’在发挥催化作用。”张波打比方说，但这种结构就导致电解水制氢过程中会产生大量气泡，不断冲刷催化剂，使得“芝麻”易脱落。
如何才能让“芝麻”不容易脱落？张波想到了牙齿：“牙齿是种在牙床上的，如果把‘芝麻’一半嵌在麻球里，一半露在外面，那么气泡再冲刷，‘芝麻’也不会轻易脱落。”如此，就能显著提升绿氢制备过程中的反应效率和催化活性，同时减少铱的使用量。
在“麻球”上“种芝麻”的想法提出后，研究团队通过严密的理论计算和先进的电镜原位观测，寻找到了能够让“麻球”生长的速度和表面“芝麻”生长的速度相匹配的实验条件，然后利用纳米晶体在超声和加热作用下发生自发长大过程，将铱及其氧化物纳米颗粒嵌入在氧化铈载体中，最终形成了一种稳定高效的负载型催化剂。
研究团队对该催化剂进行了长达6000小时的PEMWE工况测试显示，熟化诱导嵌入方法有效防止了铱颗粒的溶解、脱落和团聚，显著提高了催化剂在长期运行中的活性和稳定性。
据了解，未来研究团队将进一步拓展低成本、高活性、高稳定性的催化剂材料的研究，为绿色氢气生产提供更多创新方案。此外，研究团队还计划依托复旦大学孵化的山海氢（上海）新能源科技有限公司，进一步推广技术落地产品化。
氢能是关系国家未来的重大新兴产业。据国际能源署预测，到2050年，全球氢气需求将达到约1亿吨，其中大部分来源于绿氢。然而，在绿氢产业化进程中占据重要地位的质子交换膜电解水技术（PEMWE），却面临催化剂性能问题的挑战。想要满足未来绿氢产业的需求，开发一种低成本、高效且稳定的催化剂，成为全球学术界和工业界迫切需要解决的核心问题。
复旦大学张波、徐一飞、段赛、徐昕合作团队通过创造性的“熟化诱导嵌入方法”，合成了具有极高催化活性和稳定性的铱/铈嵌入式负载催化剂，在减少贵金属用量的同时显著提高了绿色氢气的生成效率，为绿色氢能的可持续发展奠定了新基础。相关研究成果于2月14日发表在《科学》上。
在绿氢的生产过程中，PEMWE电解水技术是当前最为前沿的技术之一。PEMWE依赖于析氧反应催化剂，这一催化过程的效率直接决定了整个电解水反应的能效与经济性。
目前，铱和其氧化物是唯一可以在PEMWE阳极的强酸性环境下稳定工作的催化剂，但其高昂的成本和稀缺性限制了其大规模应用。此外，现有的铱基催化剂因催化活性和稳定性有限，尚无法满足未来绿氢产业的需求。
“这是因为现有的催化剂看上去就像我们早餐吃的麻球，‘麻球’表面的‘芝麻’就是氧化铱，正是这些‘芝麻’在发挥催化作用。”张波打比方说，但这种结构就导致电解水制氢过程中会产生大量气泡，不断冲刷催化剂，使得“芝麻”易脱落。
如何才能让“芝麻”不容易脱落？张波想到了牙齿：“牙齿是种在牙床上的，如果把‘芝麻’一半嵌在麻球里，一半露在外面，那么气泡再冲刷，‘芝麻’也不会轻易脱落。”如此，就能显著提升绿氢制备过程中的反应效率和催化活性，同时减少铱的使用量。
在“麻球”上“种芝麻”的想法提出后，研究团队通过严密的理论计算和先进的电镜原位观测，寻找到了能够让“麻球”生长的速度和表面“芝麻”生长的速度相匹配的实验条件，然后利用纳米晶体在超声和加热作用下发生自发长大过程，将铱及其氧化物纳米颗粒嵌入在氧化铈载体中，最终形成了一种稳定高效的负载型催化剂。
研究团队对该催化剂进行了长达6000小时的PEMWE工况测试显示，熟化诱导嵌入方法有效防止了铱颗粒的溶解、脱落和团聚，显著提高了催化剂在长期运行中的活性和稳定性。
据了解，未来研究团队将进一步拓展低成本、高活性、高稳定性的催化剂材料的研究，为绿色氢气生产提供更多创新方案。此外，研究团队还计划依托复旦大学孵化的山海氢（上海）新能源科技有限公司，进一步推广技术落地产品化。
据英国《泰晤士报》网站3月15日报道，2020年1月，英国帝国理工学院的亚当·汉普希尔与英国广播公司合作，对8万人进行了30分钟的测试，目的是揭示生活方式的改变会影响我们的大脑功能。三个月 英国科学家首次创造了一个新颖的实验平台，即“量子龙卷风”。它能模拟超流体氦中的黑洞，使研究人员能更详细地观察类似黑洞的行为以及与周围环境的相互作用。通过对超流体氦表面微波动力学的观 3月19日，记者从香港科技大学获悉，该校以人工智能生成式工具设计出10位“AI讲师”， 这些“AI讲师”来自世界各地，属不同民族及文化背景。该校希望通过创新教学模式，激发学生学习热情，提升课堂参与度 21世纪经济报道记者王峰北京报道 近日，全球教育集团培生（NYSE：PSO）公布2023财年财报。2023财年，培生的销售额为36.74亿英镑（下同），同比下降4%，但基础销售额同比增长1%；调整后营业利润5.73亿，同 从手机到手表再到电动汽车，锂离子充电电池为众多设备提供动力。但随着消费者丢弃电子产品的增加，越来越多的锂可能会进入环境。研究人员在美国化学会2024年春季会议上展示的一项研究成果，描述了 记者从中国科学院新疆天文台获悉，近期南山26米射电望远镜在参与欧洲VLBI网组织的联测中，首次成功运用4Gbps宽带、高码率VLBI技术获得干涉条纹。相较于2Gbps观测，该技术理论上可将图像信噪比提升 。本文链接：在“麻球”上“种芝麻”，我科学家突破绿氢生成效率http://www.sushuapos.com/show-2-10764-0.html
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