《大连化物所在Nature 评论 Chemistry上发表单原子催化述评》

  • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
  • 编译者: wukan
  • 发布时间:2018-05-30
  • 大连化物所在Nature 评论 Chemistry上发表单原子催化述评。 大连化物所所张涛院士团队在单原子催化研究方面的开创性工作以及后续系列进展受到了国际同行的广泛关注。近日, 该研究团队的王爱琴研究员、张涛院士与清华大学化学系李隽教授一起受邀在《自然综述: 化学》 (自然评论化学) 杂志上发表题目为 "异质单原子催化" 的述评文章。   作为一种特殊的负载型金属催化剂, 单原子催化剂专指载体上的所有金属组分都以单原子分散的形式存在"单原子催化" 概念由张涛、李隽及美国亚利桑那州立大学刘景月教授于2011年共同提出 (自然化学)。在短短7年的时间里单原子催化迅速成为催化领域的研究前沿。越来越多的研究结果表明, 单原子催化剂由于其特殊的结构而呈现出显著不同于常规纳米。

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    • 来源专题:中国科学院文献情报先进能源知识资源中心 |领域情报网
    • 编译者:guokm
    • 发布时间:2018-06-13
    • 大连化物所黄延强研究员和张涛院士在肼分解制氢方面的工作受到了国际同行的广泛关注,近期受邀在《国家科学评论 》(National Science Review)上发表题为“Design strategies of highly selective nickel catalysts for H2 production via hydrous hydrazine decomposition: a review”的综述文章。   肼(N2H4)是一种重要的液体推进剂,在催化剂作用下能够在室温下被迅速分解,产生高温高压的气体,实现化学能向动能的转变。该团队长期致力于肼分解反应的基础和应用研究,针对国民经济的多个应用领域开发了多种肼分解催化剂。 实现对肼分解选择性的调控(高选择性生成氢气和氮气)具有明确的应用价值,是学术界关注的焦点,其核心在于通过对催化剂的优化设计实现其对N-N键和N-H键断键能力,以及顺序的精准控制。该文章重点综述了该团队在非贵金属镍基催化剂上肼分解制氢活性和选择性的调控策略:利用碱性助剂效应(Angew. Chem. Int. Ed., AIChE J.)、合金效应(Appl. Catal. B, J. Catal.)和金属-载体强相互作用(ACS Catal.),构建了不同结构的负载型镍基催化剂体系,实现了肼高活性、高选择性分解制氢。相关研究工作进一步深化了对肼分解反应机理的认识,为我国肼分解催化剂在关键领域的应用奠定了重要基础。
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    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:朱晓琳
    • 发布时间:2025-08-20
    • 发表机构:中国科学院过程工程研究所 作    者:王丹,张锁江(通讯作者)     质子交换膜燃料电池(PEMFC)被誉为“氢气的充电宝”,具有高效率、快启动、零排放等优势,在交通、便携式电源和固定式发电等领域具有应用潜力。目前,PEMFC的催化剂多为铂(Pt)等贵金属,储量有限、价格高昂,严重制约了PEMFC的规模化生产。铁/氮-碳(Fe/N-C)材料因成本低、活性较高,被视为PEMFC中贵金属催化剂的有力替代者,但由于含氧化合物反应中间体的强吸附作用,以及芬顿反应导致的铁物种脱金属现象,其活性和耐用性仍无法满足性能标准。针对这一难题,研究团队创新性地设计合成了二维碳层上具有大量纳米Fe/N-C HoMS的三维催化剂CS Fe/N-C。     该纳米催化剂Fe/N-C HoMS直径约10?nm,高约4?nm,约有五个壳层。该催化剂由大量分散在二维碳层上的纳米凸起组成,其中单铁原子位点主要嵌入纳米凸起的内弯曲表面。纳米凸起的石墨化外碳层不仅能有效削弱含氧化合物反应中间体的结合强度,还能降低羟基自由基的生成速率。在5 cm2单电池测试中,该催化剂展现出目前报道的最优综合性能:在1.0 bar H2-air条件下,峰值功率密度达0.75 W cm-2;经303小时恒压运行后,仍保持86%的初始电流。该研究构建了可叠加、模块化的单原子催化剂设计思路,通过“内层催化位点+外层防护促脱”协同优化吸附-反应-促脱防护三要素,使非贵金属催化剂在PEMFC中具有优异性能,为未来高性能燃料电池催化剂设计提供了新范式。 发表日期:2025-8-13