中國科大模擬生物酶設計制備氧還原反應電催化劑
錳（Mn）基催化劑通常對電催化氧還原反應(ORR)活性較低。然而，在生物界中，錳（II）離子常常是多種金屬酶的輔因子。例如，具有Mn輔因子的血紅素銅氧化酶（HCO）可以將O2還原成H2O，其活性中心Mn金屬離子同時與O和N原子配位。 近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心和化學與材料科學學院材料系教授陳乾旺課題組通過模擬生物酶中Mn基輔酶因子的結構和功能，以含有Mn金屬的MOFs作為前驅物，將O和N原子配位的Mn活性位點原子級地分散在三維石墨烯骨架中，利用石墨烯的良好導電性成功地將Mn調控成高活性的ORR催化活性位點，實現了高活性的催化。該仿生電催化劑在堿性條件下表現出優異的ORR和鋅空氣電池電極性能，甚至比商業Pt/C更好。該研究成果以O-, N-Atoms-Coordinated Mn Cofactors within a Graphene Framework as Bioinspired Oxyge......閱讀全文
中國科大模擬生物酶設計制備氧還原反應電催化劑
錳（Mn）基催化劑通常對電催化氧還原反應(ORR)活性較低。然而，在生物界中，錳（II）離子常常是多種金屬酶的輔因子。例如，具有Mn輔因子的血紅素銅氧化酶（HCO）可以將O2還原成H2O，其活性中心Mn金屬離子同時與O和N原子配位。 近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心和化學與材料
研究人員發展高活性電催化氧還原反應催化劑
電催化氧還原反應（ORR）是能源轉換和存儲中的重要環節，在催化的d-帶中心理論的指引下，目前的電催化劑設計與制備正從貴金屬向過渡金屬基材料的方向發展以降低能源轉換的成本。通常主族金屬元素由于本身非局域化的外層電子導致其缺乏合適的半滿軌道進行多電子催化而被認為活性較差，因而基于主族s區金屬制備的材
中國科大二氧化碳電還原產合成氣催化劑研究取得進展
近日，中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家研究中心、化學與材料科學學院教授曾杰課題組利用組分可調的硫硒化鎘合金納米棒作為催化劑，高效電還原二氧化碳為合成氣。這種硫硒化鎘合金納米棒的催化劑，在二氧化碳電還原反應中表現出高活性和高穩定性，并且能夠在很寬的范圍內調控合成氣的組成比例。 合成氣，即一
合肥研究院制備出氧還原反應非貴金屬基催化劑
近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所納米材料與器件技術研究部李越課題組在鐵基納米復合材料的OER催化性能研究方面取得新進展，合成的FeP/Fe3O4/CNTs復合材料展現出優異的氧還原反應催化活性及穩定性，并具有很好的本征活性和快速的動力學過程。該研究對設計非貴金屬基催化
合肥研究院制備出氧還原反應非貴金屬基催化劑
近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所納米材料與器件技術研究部李越課題組在鐵基納米復合材料的OER催化性能研究方面取得新進展，合成的FeP/Fe3O4/CNTs復合材料展現出優異的氧還原反應催化活性及穩定性，并具有很好的本征活性和快速的動力學過程。該研究對設計非貴金屬基催化劑具有一定的
FIE－Research－article：雙氮源－FeNC－催化劑的氧還原反應性能
論文標題：Oxygen reduction reaction performance of Fe-N-C catalyst with dual nitrogen source期刊：Frontiers in Energy作者：Yuan Zhao, Quan Wang , Rongrong Hu , W
研究人員在氧還原催化劑方面取得進展
催化劑材料在多數的電化學能源轉化裝置中都發揮著至關重要的作用，為高效的能量轉化保駕護航。大氣中無處不在的氧氣是一類常見的氧化劑，因此氧還原反應（oxygen reduction reaction，ORR）在能源設備中的應用極為廣泛，如燃料電池、金屬-空氣電池等。目前，最常用的ORR催化劑依舊是P
大化所揭示燃料電池鉑基氧還原反應電催化劑的協同機制
近日，我所醇類燃料電池及復合電能源研究中心（DNL0305組）孫公權研究員和王素力研究員團隊在高穩定性鉑基氧還原反應電催化劑研究方面取得新進展。該團隊報道了一種具有超高穩定性的核殼結構鉑銠合金（PtRh/Pt）氧還原反應電催化劑，結合密度泛函理論（DFT）計算與AC-STEM、電化學等表征手段，
二維層狀介孔非貴金屬電催化劑的高效催化氧還原反應
燃料電池因具有高效和環境友好等優點，被認為是21世紀的重要動力來源。燃料電池陰極氧還原反應是總體性能提升的限制因素，催化氧還原反應中使用最多的是貴金屬鉑基催化劑，但面臨著高成本和低穩定性等問題。因此，研制新型的具有高催化性能的非貴金屬催化劑顯得尤為重要。近日，內蒙古大學的張軍教授課題組采用一種普
中國科大“機器化學家”利用火星隕石智能創制產氧催化劑
移居火星是人類的夢想，但首先要解決缺乏氧氣的問題。火星上存在水資源的可能，為利用太陽能驅動的電催化析氧反應制備氧氣提供了機遇。人類無法在無氧的火星環境下長期生存，因而在火星上就地取材創制催化劑成為難以逾越的屏障。近日，中國科學技術大學教授羅毅、教授江俊、副教授尚偉偉團隊，與深空探測實驗室研究員張
兼具氧還原和氧析出高活性過渡金屬配位的新型電催化劑
氧電極反應的氧還原（oxygen reduction reaction）和氧析出（oxygen evolution reaction）反應是電化學能量轉換過程的重要步驟。研究表明一系列具有納米結構的過渡金屬-氮-碳化合物作為傳統貴金屬催化劑（例如鉑、銥、釕等）的替代物也表現出優異的氧電極反應活性
制備高效、穩定的金屬空氣電池氧還原催化劑獲進展
? ? ?Fe1/NC的合成示意圖和結構表征圖? ? 課題組供圖? ? 近期，中科院青島生物能源與過程研究所研究員梁漢璞帶領的能源材料與納米催化研究組通過一種隔離錨定策略，制備了多孔氮摻雜碳負載的鐵單原子催化劑（Fe1/NC）。該方法利用D-葡萄糖、葡萄糖酸鋅和組氨酸來分散和錨定鐵原子。相關
新型陽極析氧催化劑反應活性大幅提升
華東理工大學材料科學與工程學院清潔能源材料與器件團隊副教授劉鵬飛，教授戴升、楊化桂，在質子交換膜電解水制氫領域取得重要進展。相關研究發表于《先進材料》。可再生能源驅動的電解水技術被認為是最清潔、最有前景的大規模制氫技術之一，其中質子交換膜電解水（PEMWE）因其制氫速率快，制氫純度高，制氫輸入功率范
科學家制備系列高效單原子氧還原電催化劑
燃料電池作為一種新型潔凈能源的轉換設備，因具有裝置簡單、體積小、攜帶方便、能量密度高等優勢而受到廣泛關注。然而，燃料電池陰極氧還原反應動力學緩慢以及高Pt價格和低鉑利用率，嚴重阻礙了其大規模應用的商業化進程。中科院長春應化所徐維林課題組從成本和性能的角度出發，制備了一系列高效、低成本單原子非鉑和單原
科學家制備系列高效單原子氧還原電催化劑
燃料電池作為一種新型潔凈能源的轉換設備，因具有裝置簡單、體積小、攜帶方便、能量密度高等優勢而受到廣泛關注。然而，燃料電池陰極氧還原反應動力學緩慢以及高Pt價格和低鉑利用率，嚴重阻礙了其大規模應用的商業化進程。中科院長春應化所徐維林課題組從成本和性能的角度出發，制備了一系列高效、低成本單原子非鉑
氧化還原電對應用
氧化-還原電對添加劑的研究始于二次鋰電池的限壓保護，如今已經成為鋰離子電池限壓添加劑的主要組成部分，這類化合物包括芳香族化合物、金屬茂化合物、聚吡啶配合物、鋰的鹵化物、噻蒽、茴香醚、聯(二)茴香醚以及吩嗪等。氧化-還原電對添加劑在電解液中的作用機理是：在正常充電條件下，氧化-還原電對[O]/[R]穩
長春應化所制備出系列高效單原子氧還原電催化劑
燃料電池作為一種新型潔凈能源的轉換設備，因具有裝置簡單、體積小、攜帶方便、能量密度高等優勢而受到廣泛關注。然而，燃料電池陰極氧還原反應（ORR）動力學緩慢以及高Pt價格和低鉑利用率，嚴重阻礙了其大規模應用的商業化進程。中國科學院長春應用化學研究所徐維林研究員課題組從成本和性能的角度出發，制備了一
合肥研究院在高性能氧還原催化劑研制方面取得進展
近日，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所應用等離子體研究室博士胡覺與美國布魯克海文國家實驗室研究員Radosav R. Adzic合作，在高性能氧還原催化劑的研制方面取得重要進展。 研究人員通過對催化劑的微納結構進行設計，采用定向合成及靶向修飾的方法成功構筑了Ti-Au@Pt核-殼
金屬空氣電池研究獲進展－莫來石首次用作氧還原催化劑
金屬空氣電池因其原材料豐富、能量密度高、輕便、安全環保等優點，被稱為21世紀最具開發前景的綠色能源之一。尋找高性價比的氧還原催化劑是開發金屬空氣電池的關鍵難題，也是制約金屬空氣電池在電動汽車等領域廣泛應用的“瓶頸”。 日前，南開大學王衛超教授、美國休斯敦大學姚彥教授聯合研究團隊，成功將錳基莫來
新研究發展二電子氧還原單原子催化劑理性設計策略
原文地址：http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2023/3/497255.shtm
中國科大等在高效納米催化劑研究中取得進展
近日，中國科學技術大學教授曾杰課題組與美國Akron大學教授彭振猛合作，在質子交換膜燃料電池陰極催化劑的研制方面取得新進展。研究人員通過在鈀納米晶上外延生長超薄鉑鎳合金原子層的方法，成功構筑了Pd@PtNi核殼納米催化劑。該催化劑具有很高的鉑原子利用率，在催化質子交換膜燃料電池陰極氧還原反應中表
氧化還原電對的定義
任何一個氧化還原反應都可以看成是兩個半反應之和：一個是氧化劑(氧化型)在反應過程中氧化數降低，氧化型轉化為還原型的半反應，另一個是還原劑(還原型)在反應過程中氧化數升高、還原型轉化為氧化型的半反應。一對氧化型和還原型物質構成的共軛體系稱為氧化還原電對，可用“氧化型/還原型”表示。
氧化還原電對的作用
氧化劑或還原劑的強弱，可用氧化還原電對的電極電位來衡量。對一個氧化還原反應來說，若Ox表示某一電對的氧化態，Red表示它的還原態，n為電子轉移數，該電對的氧化還原半反應為 Ox + ne-?== Red用氧化還原電對的條件電極電位，能夠準確衡量氧化劑或還原劑的強弱。正確地判斷氧化還原反應的方向、次序
【物化】鐵酞菁催化氧還原反應過程的單分子成像
催化氧還原反應的電催化劑是燃料電池的一個重要組成部分。過渡金屬卟啉（MPs）與過渡金屬酞菁（MPcs）基分子材料作為一類非貴金屬電催化劑，由于其本身低成本、易于制備等特點，吸引了人們的廣泛關注。探索這類電催化劑表面發生的催化氧還原反應（oxygen reduction reaction, O
中國科大設計出新型光解水制氫復合催化劑
近日，中國科學技術大學熊宇杰教授課題組，通過與羅毅研究團隊的江俊教授和張群副教授在材料設計與合成、理論模擬和先進表征中的“三位一體化”合作，在光解水制氫方面取得新進展。研究人員通過設計半導體-金屬復合結構中的半導體表面晶面，首次實現了半導體的內稟性電荷空間分布和半導體-金屬間肖特基勢壘驅動的電荷
中國科大在復合結構催化劑設計研究領域取得進展
中國科學技術大學教授熊宇杰課題組通過與武曉君教授和羅毅研究團隊的張群副教授在材料設計與合成、理論模擬和先進表征中的“三位一體化”合作，再次取得新進展。研究人員設計出電荷密度可調控的半導體-金屬復合結構，并揭示了該體系在氧分子活化中電荷轉移的競爭行為和機制，進而獲得了性能顯著改善的有機氧化反應催化
中國科大發明超薄鉑鎳合金高效納米催化劑
中國科學技術大學合肥微尺度物質科學國家實驗室曾杰課題組與美國阿克倫大學教授彭振猛合作，通過在鈀納米晶上生長超薄鉑鎳合金原子層的方法，成功研制出鈀—鉑鎳核殼納米催化劑。該催化劑具有很高的鉑原子利用率，在催化質子交換膜燃料電池陰極氧還原反應中表現良好。相關成果日前發表于《美國化學會志》。 近年來，
中國科大提出催化劑設計的表界面極化概念
多相催化是實現高效定向化學轉化的關鍵技術，其中的一個重要基礎科學問題是如何通過精確設計和調控催化活性位結構及所在環境，從而強化其定向催化功能并創造新型高效催化劑。近日，中國科學技術大學熊宇杰教授課題組和江俊教授課題組繼在電催化體系中提出表面極化概念后,再次通過與黃偉新教授課題組合作，證實界面極化
中國科大非貴金屬納米催化劑研制取得進展
近日，中國科學技術大學教授曾杰課題組在非貴金屬納米催化劑CuNi合金納米晶研制上取得新進展。研究人員通過在一步合成法中使用嗎啉硼烷作為還原劑，成功制備了CuNi合金八面體和立方體，并在A3偶聯反應中研究了CuNi合金晶面和組分與其催化性能之間的構效關系，實驗結果表明Cu50Ni50立方體的催化活
中國科大復合光催化劑設計取得系列進展
太陽能被認為是21世紀最清潔的能源，而光催化是一種可以直接將太陽輻射能轉化為化學能的途徑，是極具發展潛力的新能源技術。無機半導體材料是目前應用最廣的光催化活性物質，通常高光催化活性的半導體都具有寬帶隙，因而只能有效地吸收紫外光。由于紫外光只占太陽光全譜的5%左右，因此非常有必要發展能夠廣譜吸光并