成果簡介
利用高性能電催化劑分解水制氫/制氧是可持續清潔能源體系發展的一個重要研究方向。迄今為止，貴金屬Pt和RuO2/IrO2是性能最優異的HER和OER催化材料，但高成本和低儲量限制了廣泛應用。因此，開發一種儲量豐富、催化活性高、穩定性好的非貴金屬電解水材料成為近年的研究熱點。我們研究團隊通過礦石浮選實現了鎳礦的原位提純，使與催化活性密切相關的過電位降低至48 mV，塔菲爾斜率低至43 mV·dec-1，循環穩定性達到100小時。随後，我們通過球磨降低了鎳黃鐵礦的粒徑，實現了非晶化高導電性載體的構建，從而實現了低鉑含量單原子和團簇的高效分散，最終達到協同提高電催化析氫活性的優異效果。在0.5 M H2SO4、1 M KOH和1 M PBS中，分别隻需要30、65和98 mV的過電位就可以達到10 mA cm-2的電流密度，優于大多數報道的HER催化劑。
研究團隊
伟德bv1946田宏偉教授團隊
應用領域及市場前景
氫能是有望替代傳統化石燃料的可再生清潔能源。其中，通過電化學析氫反應（HER）制備“綠氫”是實現氫能社會的最佳策略之一。由于貴金屬鉑獨特的電子結構，鉑和鉑基材料是目前唯一商用的電制“綠氫”催化劑；然而，貴金屬鉑昂貴的價格和地殼中稀有的儲量限制了其大規模商業化應用。未來氫能社會對于氫氣的大量需求使得必須降低電制“綠氫”催化劑的成本，同時提升其催化活性和穩定性。對催化劑進行電子結構優化，能夠提高材料的本征性能。在堿性電解槽（ALK）、質子交換膜電解槽（PEM）、離子交換膜電解槽（AEM）和固态氧化物電解槽（SOEC）等多種電解水制氫路線中，堿性電解槽憑借其技術相對成熟、結構簡單、安全穩定和成本相對低廉的優勢脫穎而出，成為當下電解水制氫的主流路線。但目前制氫行業競争最為激烈的領域也集中在堿性電解槽領域。伴随綠氫産業對電解水制氫設備需求的提升，入局者日漸增多。不同背景的公司競相布局堿性電解水制氫設備業務，業界不斷傳出電解槽新産品發布的信息，讓整個市場競争愈發激烈。
⏭➰方式
技術轉讓、技術許可、⏭➰研發、技術作價入股
