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《美国Mattiq公司开发出耐用的氧化铱催化剂替代品》

  • 来源专题：先进材料
  • 编译者： 李丹
  • 发布时间：2023-10-15

  • 据mining.com网10月6日消息，美国清洁化学初创企业Mattiq公司开发出一系列耐用的氧化铱催化剂替代品。氧化铱催化剂是质子交换膜（PEM）水电解槽的关键组件，但铱是一种稀有且昂贵的元素，供应有限且成本高昂，无法满足未来生产清洁氢的需求。Mattiq公司利用人工智能技术对铱替代品进行了全面研究，使每种低成本替代品都有可能达到或超过氧化铱催化剂的性能，以实现具有成本效益的PEM水电解，并提高供应链的韧性。研究人员利用一项核心技术，在芯片上合成数百万个单独的无机纳米颗粒，并控制颗粒的成分、尺寸和形状，从而将不同的元素结合起来，从中筛选出可行的替代品组合。该公司的目标是在2024年第一季度将筛选出的材料组合推向市场。


    来自全球技术地图

  • 原文来源：https://www.mining.com/us-chemicals-company-develops-portfolio-of-catalysts-to-solve-materials-challenge-in-hydrogen/
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  • 《【Frontiers in Energy 】为直接氨固体氧化物燃料电池开发高效阳极催化剂》
    • 来源专题：新能源汽车
    • 编译者：王晓丽
    • 发布时间：2024-06-11
    • 由于氨的氢含量高、能量密度大且易于液化，人们开始探索将氨作为氢载体。固体氧化物燃料电池（SOFC）是一种高效的电化学装置，可以利用氢气和碳氢化合物等燃料。然而，由于氢的体积密度和沸点较低，氢的储存和运输面临着巨大的挑战。氨基 SOFC 是一种前景广阔的替代技术，而优化其在中温条件下的性能则是人们关注的一个关键领域。 福州大学钟富兰和罗宇领导的研究小组重点开发了作为 NH3-SOFC 负极催化剂的热长石 La2Zr2-xNixO7+δ (LZNx) 氧化物。研究小组研究了掺杂 Ni2+ 对这些氧化物的晶体结构、表面形貌、与钇稳定氧化锆（YSZ）的热匹配、电导率和电化学性能的影响。该研究发表在 Frontiers in Energy 杂志上。 研究发现，LZNx 氧化物具有 n 型半导体特性，与 YSZ 电解质具有良好的高温化学相容性和热匹配性。此外，LZN0.05 表现出最小的导电带电位和带隙，因此作为 NH3-SOFC 的阳极材料具有更高的功率密度。 LZN0.05-40YSZ 复合阳极在 800 °C 时的最大功率密度为 100.86 mW/cm2，是相同条件下基于 NiO 的 NH3-SOFC 的 1.8 倍。此外，LZN0.05-40YSZ 复合阳极在 800 °C 下连续工作 100 小时后，电压衰减几乎可以忽略不计，这表明它具有更长的耐用性。 LZNx 阳极的开发满足了 NH3-SOFCs 对高效阳极催化剂的迫切需求，在通过氨利用支持氢经济方面迈出了重要一步。 电导率和电化学性能的提高以及经证明的耐用性表明，这些材料在未来的清洁能源生产中将发挥关键作用。 原文链接：: Shiqing Yang et al, Pyrochlore La2Zr2–xNixO7 anodes for direct ammonia solid oxide fuel cells, Frontiers in Energy (2024). DOI: 10.1007/s11708-024-0948-2
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    • 编译者：郭楷模
    • 发布时间：2025-01-07
    • 记者4日从安徽工业大学获悉，该校曾杰教授、刘明凯教授和中国科学技术大学李洪良副教授合作，开发出一种用于环保电池——锌-空气电池的高效催化剂，有望在未来能源领域发挥重要作用。 该成果1月3日发表在国际权威期刊《自然·通讯》(Nature Communications)上。安徽工业大学为第一完成单位。 锌-空气电池也称为锌-氧空气电池，是一种体积小、质量轻、适用温度范围宽、无腐蚀且工作安全可靠的环保电池。然而，锌-空气电池的正极高度依赖贵金属铂的使用。贵金属铂的储量有限，价格昂贵，进而制约了锌-空气电池的大规模推广。 因此，开发出能够替代贵金属铂且性能优越的正极催化剂，是锌-空气电池领域的关键科学问题。 曾杰领衔的联合研发团队创造性地将化学刻蚀和氮源锚定的方法相结合，制备出高纯度的双原子铁催化剂，并实现了对相邻两个铁原子之间距离的精准调控。研究人员还将该方法拓展应用到一系列非贵金属催化剂中，实现了包括铁、铜、钴、镍、锌、锰等多种非贵金属双原子催化剂的制备。 研究人员将双原子铁催化剂应用在锌-空气电池的正极，用以替代传统的铂金属催化剂。结果表明，这种催化剂表现出优异的催化活性、耐复杂环境能力和长时稳定性。用其组装的锌-空气电池，展示出高达190.6毫瓦每平方厘米的最大功率密度，显著优于传统铂催化剂组装的电池(151.7毫瓦每平方厘米)。 这项工作为开发锌-空气电池用的低成本、高性能催化剂提供了新思路。
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