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打破氧反应机制固有认知:科学家揭示酸性电化学析氧反应机理,成功操控析氧反应路径

DeepTech深科技  · 公众号  · 科技媒体  · 2024-10-13 15:46
    

主要观点总结

深圳大学蔡兴科研究员及其团队通过一系列实验揭示了酸性阳极氧气演化反应的新型氧反应机制,为设计阳极氧气演化反应催化剂提供参考。该成果可用于氢能制备,特别是质子交换膜水电解技术,具有高效率、高纯度氢气和与可再生能源完美兼容的特点。针对传统氧反应机制的局限性,该团队通过掺杂其他元素,特别是锰元素的掺杂,调控原有活性原子的间距,使临近的氧原子能够直接键合,从而提高了电催化活性和电化学稳定性。该团队的研究对于推动电解水装置的实际应用具有重要意义。

关键观点总结

关键观点1: 新型氧反应机制的发现与验证。

蔡兴科团队通过一系列实验揭示了酸性阳极氧气演化反应的新型氧反应机制,为催化剂设计提供了新思路。

关键观点2: 质子交换膜水电解技术的应用。

该成果应用于氢能制备,具有高效率、高纯度氢气和与可再生能源完美兼容的特点。

关键观点3: 锰掺杂二氧化钌体系的研究。

针对传统氧反应机制的局限性,该团队通过锰元素的掺杂,提高了电催化活性和电化学稳定性。

关键观点4: 审稿过程中的挑战与回应。

在论文写作过程中,团队采用了一些过于高深的机理分析技术,虽然面临审稿人的质疑和挑战,但最终成功证明了锰和钌都参与了反应。

关键观点5: 未来的研究方向与挑战。

课题组计划继续研究钌掺杂二氧化锰的结构体系,并开展系统性分析以更好地理解酸性阳极氧气演化反应的微观机制。


文章预览

通过一篇论文,深圳大学蔡兴科研究员和合作者打破了人们对于氧反应机制的固有认知。 图 | 蔡兴科(来源:蔡兴科) 研究中,针对新型酸性阳极氧气演化反应的氧反应机制机理,他们给出了充分的证据, 能为设计阳极氧气演化反应催化剂提供一定参考。 进一步地,本次成果将能用于氢能制备。详细来说:使用质子交换膜水电解技术所制备的氢气纯度较高,同时可以在高电流密度下以低阻抗的方式运行,因此能够适应于间歇性能源。 这意味着, 将本次成果与风能和太阳能等可再生能源加以结合,就能将其转变为清洁化学能,进而用于燃料电池。       质子交换膜水电解设备:效率为何低?应用为何难? 当前,开发新型清洁能源取代化石能源已经成为全球学界重点研究的方向。 当把氢气作为燃料时其反应产物为水,不像化石燃料那样会生成二 ………………………………

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