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电催化期刊前沿信息_《顶级添加剂》(2024年12月实时热点)

内容来源：这家有保障所属栏目：教程更新日期：2024-12-04

电催化期刊

氨（NH₃）作为重要化学品和清洁燃料，传统合成方式（哈伯-博施法）存在高能耗和高碳排放的问题。电化学硝酸盐还原（NO₃⁻-RR）在温和条件下合成氨，提供了绿色高效的替代路径。本文开发了一种低价铁掺杂的镍磷化物（Fe-Ni₂P）催化剂，通过三重调控策略，成功实现了工业电流密度下的高效NO₃⁻-RR。 ✨研究亮点突破性的三重调控策略：Fe𚩀š过快速将NO₃⁻转化为NO₂⁻、优化Ni₂P电子结构和动态平衡Hads，显著提升了催化性能。卓越的电化学性能：在1000 mA/cmⲧ”𕦵密度下，Fe-Ni₂P氨产率高达120.1 mg h⁻⹠cm⁻ⲯ𜌦𓕦‹‰第效率超过90%。工业级稳定性：催化剂在130小时长时间操作中，性能稳定无明显衰减，表现出极高的应用潜力。 𐟓Š展望该研究通过低价铁的引入，实现了硝酸盐到氨的高效转化，为清洁化学品生产提供了可行方案。未来，这一策略有望应用于更多电催化反应的设计中，推动绿色化学与能源技术的发展。 𐟓š文献信息期刊：Angewandte Chemie International Edition DOI：10.1002/anie.202415300 #科研学习# #文献阅读# #科研绘图# #电催化# #催化# #合成氨#

在电化学催化中，双位点催化剂因其显著的协同作用而备受关注。然而，不同活性位点之间的空间距离如何影响协同作用一直未被直接观察。本研究利用高分辨率原位红外成像技术，首次揭示了Ir-Co双位点催化剂中间距对协同催化的关键影响，为精准设计高效催化剂提供了新思路。 ✨研究亮点距离依赖的协同作用：通过红外成像观察发现，Ir-Co间距为7.9 ㅦ—𖥂쥌–活性达到最佳，体现了协同作用的距离依赖性。火山曲线揭示最优性能：研究构建了火山曲线模型，明确了最佳间距对应的动态平衡状态，提升了甲酸氧化反应（FAOR）的效率。理论与实验结合：结合理论计算和原位实验，深入解析双位点之间的距离调控机制，为设计高效催化剂提供理论指导。 𐟓Š展望本研究通过高精度表征手段和理论模拟，揭示了双位点催化剂空间设计在协同催化中的关键作用。未来，结合更多先进成像技术与动态反应分析，该方法有望拓展至其他复杂催化反应，为绿色化学与能源催化领域带来新突破。 𐟓š文献信息期刊：Journal of the American Chemical Society DOI：10.1021/jacs.4c10613 #科研学习# #科研绘图# #文献阅读# #催化# #单原子# #电催化# #红外# #电催化#

氧析出反应（OER）作为电解水制氢的关键步骤，传统催化剂因效率低和成本高受限。镍铁氢氧化物（NiFeLDH）因其高效和稳定性广受关注，高价态铁离子（Fe⁴⁺）在OER中的作用尤为重要。通过原位光谱研究，该研究首次明确了表面和体相Fe⁴⁺在反应中扮演的不同角色，提供了优化OER催化剂的新方向。 ✨研究亮点 Fe⁴⁺的不同作用：表面Fe⁴⁺直接参与OER催化，降低反应过电位；体相Fe⁴⁺主要作为电荷蓄积的功能位点。原位光谱揭示动态演变：利用M㶳sbauer和紫外光谱，动态监测了不同价态铁离子在OER过程中的行为。理论指导催化剂设计：研究证实表面少量Fe⁴⁺即可显著提升催化性能，为未来优化高效OER催化剂提供了理论支持。 𐟓Š展望该研究通过揭示NiFeLDH中高价态铁离子的独特功能，提供了催化剂性能提升的全新视角。未来，通过精准调控表面Fe⁴⁺的分布和活性，有望进一步提高OER效率，为清洁能源领域的突破奠定基础。 𐟓š文献信息期刊：Angewandte Chemie International Edition DOI：10.1002/anie.202418798 #科研学习# #科研绘图# #文献阅读# #催化# #电催化# #氧析出反应# #OER# #电解水#

氢气作为清洁能源的核心，其制备效率是影响可持续生产的关键。然而，电催化析氢反应（HER）的进程常因气泡堆积和气体扩散问题受阻，影响催化效率。本研究开发了一种创新的超亲气（SAL）/超疏气（SAB）协同电极结构，显著加速气泡传输和溶解氢气的扩散，从而优化HER性能。 ✨研究亮点气泡快速传输： SAL条纹及时移除催化反应产生的气泡，避免“死区”形成，保持电极表面清洁。氢扩散加速： SAL连接大气环境，有助于溶解氢扩散，降低浓度过电位，提升HER效率。卓越的HER性能：在高电流密度下，SAL/SAB协同电极展现出极低的过电位，具有较强的实际应用潜力。 𐟓Š展望该研究通过SAL/SAB协同设计，解决了HER中的质量传输问题，提升了催化剂的性能和稳定性。这一设计思路可应用于其他气体演化反应，为电催化研究提供了全新路径。 𐟓š文献信息期刊： Science Advances DOI： 10.1126/sciadv.add6978 #科研绘图#⠂ #文献阅读#⠂ #科研学习#⠂ #论文写作#⠂ #sci#⠂ #电解水#⠂ #科研#

𐟔婺槫‹强&徐梽川EES重磅研究𐟒劰ŸŽ‰近期，武汉理工的麦立强与南洋理工的徐梽川联手，在Energy Environ. Sci.期刊上发表了重磅研究！𐟧他们开发了一种全新的双金属单原子催化剂——NiFe-N-C，这种催化剂含有Fe纳米团簇，展现了卓越的析氧/还原反应（OER/ORR）活性和耐久性。𐟒ꊊ𐟔쩀š过简单的热解过程，他们利用金属酞菁和N掺杂的碳前体，成功制备出了这种催化剂。一系列原位光谱表征和密度泛函理论计算揭示了Ni-N4和Fe-N4配位结构的存在，以及相邻耦合的Fe纳米团簇的共存和电子协同作用。𐟧 𐟒ᨿ™种催化剂不仅优化了催化活性位点的电子结构，还加速了反应动力学，降低了氧电催化的能垒。因此，NiFe-N-C在锌-空气电池中表现出高功率密度、高比放电容量和超长寿命，为未来的能源科技发展铺平了新的道路！𐟌Ÿ 𐟎‰这项研究无疑为原子分散金属位点的协同电子调制提供了一种全新的策略，展现了双功能氧电催化剂设计的巨大潜力。麦立强&徐梽川的这项研究无疑为能源科学领域带来了新的希望！𐟒–

中科院青岛能源所朱佳伟博士生招生指南中科院青岛生物能源与过程研究所，这个由中科院、山东省和青岛市人民政府共同筹建的机构，成立于2006年。它致力于将创新驱动与需求牵引相结合，聚焦新能源与先进储能领域，同时兼顾新生物和新材料领域。这里的研究涵盖了战略性、基础性、前瞻性和系统集成重大创新研究，突破领域前沿科学难题和核心关键技术，提供重大创新成果和系统解决方案，满足国家和区域重大需求。今天，我要特别介绍一下这里的电催化方向，特别是朱佳伟研究员。朱佳伟是功能膜与氢能技术研究中心膜催化材料研究组的组长，同时也是博导。他入选了中国科学院高层次人才计划、山东省泰山学者青年专家、山东省优青等项目。近年来，他在Nature Communications、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Materials、Mater. Today、Advanced Energy Materials、ACS Nano、AIChE Journal等期刊上发表了30多篇论文。他的研究项目获得了多项国家级和省部级科研项目支持，总经费超过1000万元。朱佳伟的研究成果获得了多项荣誉，包括2021年中国石油和化学工业联合会可持续发展青年创新奖-卓越奖（全国5人）、2020年中国化学会-化学化工与材料京博优秀博士论文奖（全国19人）以及2021年Angewandte Chemie International Edition官方推荐介绍等。他还担任了Green Carbon、eScience、Chinese Chemical Letters、Science for Energy and Environment等期刊的主编助理/青年编委。朱佳伟的主要研究方向包括：电合成与电催化关键材料（如无机钙钛矿材料、贵金属纳米材料、单原子等）的设计开发；电合成与电催化机理；先进电催化表征技术（如原位技术等）；电合成与电催化关键部件的设计开发；理论计算化学以及生物电催化。如果你对电催化方向感兴趣，特别是C2还原等与电合成、膜电极等领域有相关经验，那么朱佳伟的研究团队绝对是一个不错的选择。欢迎有志之士加入我们的行列，共同探索电催化的奥秘！

质子交换膜水电解（PEMWE）因其清洁高效的氢气生产能力而备受关注，但氧析出反应（OER）的阳极催化剂通常依赖于昂贵的贵金属。本研究通过创新的氟化策略，在Co₃O₄晶格中引入氟元素，成功开发了一种高效且稳定的氟化钴氧化物（Co₃O₄₋ₓFₓ）OER催化剂，在酸性条件下展现出优异性能。 ✨研究亮点卓越的OER性能：Co₃O₄₋ₓFₓ在酸性环境中实现349 mV过电位下达到10 mA cm⁻ⲧ”𕦵密度，在100 mA cm⁻Ⲥ𘋧賥🐨ጱ20小时。创新的氟化策略：通过氟原子的引入，调控Co的电子结构，增强催化剂的抗氧化性和结构稳定性。深度机制解析：结合原位和准原位表征及DFT计算，揭示了氟掺杂如何降低反应能垒，提升OER活性。 𐟓Š展望本研究通过在Co₃O₄中引入氟元素，显著提升了其OER性能，为非贵金属催化剂的设计和优化提供了新的思路。未来可进一步研究氟掺杂策略的适用性，以加速其在商业化PEMWE中的推广应用。 𐟓š文献信息期刊：Energy & Environmental Science DOI：10.1039/D4EE03982C #科研学习#⠂ #文献阅读#⠂ ⠣科研绘图#⠂ #催化#⠂ #电催化#⠂ #sci#⠂ #电解水#

海水电解制氢是实现清洁能源发展的重要方向，但氯离子（Cl⁻）对催化剂的腐蚀和效率损耗仍是技术难题。本研究通过设计结合强金属-载体相互作用（MSI）和双层氯离子排斥层的Os-Ni₄Mo/MoO₂微柱阵列催化剂，实现了高效且稳定的海水电解性能，为工业化应用提供了新策略。 ✨研究亮点卓越的电催化性能：在南海天然海水中，催化剂在500 mA/cmⲧ”𕦵密度下，仅需113 mV（HER）和336 mV（OER）的过电位，显著优于商用电极。双层氯排斥保护：Os-Cl静电吸附和MoO₄Ⲣ𛥱‚形成的双层保护，有效减少了Cl⁻对催化剂的侵蚀，提升OER选择性和稳定性。长效耐久性：在2500小时运行中，电位衰减率仅为0.37 /h，表现出超强的稳定性。 𐟓Š展望通过强金属-载体相互作用和双层氯排斥设计，本研究为高效耐久的海水电解催化剂开发提供了重要思路。未来可以基于该策略，优化材料设计，推动海水电解制氢的工业化应用，为清洁能源领域的突破性进展提供支撑。 𐟓š文献信息期刊：Advanced Materials DOI：10.1002/adma.202408982 #科研学习# #科研绘图# #文献阅读# #催化# #电催化# #海水# #电解水# #sci# #论文#

酸性环境中的水氧化反应（OER）是实现高效氢气生产的关键，但高成本和易失活限制了铱（Ir）基催化剂的应用。本研究开发了一种在锰（Mn）掺杂尖晶石氧化物（CMO）上稳定Ir单原子簇（IrSAE）的创新策略，通过优化Ir原子的分布和反应路径，大幅提升了催化剂的活性和稳定性。 𐟌Ÿ研究亮点单原子簇精准设计：利用Mn掺杂调控，在CMO表面稳定形成短程关联的Ir单原子簇，提升OER性能。氧化物路径优化：IrSAE-CMO抑制晶格氧参与，采用氧-氧自由基偶联路径，增强了OER反应效率。卓越的电催化性能与稳定性：在酸性条件下，IrSAE-CMO的活性和稳定性显著优于商业IrO₂，其衰减速率仅为2 mV h⁻⹣€‚ 𐟔쥉沿分析电化学性能评估：IrSAE-CMO在低过电位条件下表现出优异的OER活性（图4）。长期稳定性：恒电流测试显示其活性保持率为96%，抗腐蚀能力极佳（图5）。 𐟓ˆ未来展望该催化剂为OER中的贵金属催化剂设计提供了新思路，未来将进一步探索低成本、高效稳定的电催化剂设计。文献信息期刊：Advanced Materials DOI：10.1002/adma.202401648 #文献阅读#⠂ #科研学习#⠂ #催化#⠂ #电催化#⠂ #电解水#⠂ #科研绘图#⠂ #科研#⠂ #科研日常#

甲酸是重要的化工原料和潜在燃料，传统的高耗能CO₂捕集工艺增加了生产成本。针对这一问题，研究团队开发了一种基于聚离子液体（PIL）的电催化还原新策略，通过固态电解质电解槽（SSE）直接从烟气中制备高纯度甲酸溶液，显著提高了CO₂利用率并降低了生产成本。 ✨研究亮点创新CO₂吸附与催化机制：通过PIL分子设计增强了CO₂富集和转化能力，显著降低反应活化能，优化了催化剂的效率。高效低浓度CO₂处理：在CO₂浓度仅15%的烟气条件下，Bi-PIL复合催化剂保持了92.5%的甲酸生成法拉第效率。固态电解质电解槽集成：首次在电解槽中应用SSE技术，直接实现了纯甲酸的连续制备，简化了生产流程，显著节省能耗。降低50%的生产成本：集成工艺免除传统CO₂捕集和分离过程，与传统工艺相比，甲酸生产成本降低约50%。 𐟓Š前沿突破本研究通过聚离子液体与固态电解质相结合的创新策略，实现了从烟气到纯甲酸的高效转化，为甲酸的可持续生产提供了全新方案。 𐟓š文献信息期刊：Advanced Materials DOI：10.1002/adma.202409390 #科研学习#⠂ #催化#⠂ #文献阅读#⠂ #电催化#⠂ #sci论文#⠂ #科研绘图#⠂ #二氧化碳电还原#

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