登录注册
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
我要投稿
如何高效地提取并保存阳光中的清洁能源一直是人类社会的难题。模仿植物的光合作用把阳光转化成化学能源的技术早已被提出,通过阳光照射和催化剂的共同作用,科学家将水电离成氢气和氧气,这两种气体的混合物可燃、易储存、且无污染。但该步骤中所应用的催化剂却成本高昂,无法大规模应用。
近日,美国阿尔贡能源实验室和哈佛大学的一项研究就在催化剂方面取得了显赫的成就。
图丨美国阿尔贡实验室化学家Dugan Hayes, Lin Chen, 以及 Ryan Hadt找到了一种能够通过含钴催化剂加速水电解的过程。含钴催化剂相对而言较便宜,而且可以在产生清洁能源的步骤中代替现存的贵金属催化剂
该团队把钴元素用在了催化步骤中,钴在大自然中相对丰富,成本也相对低廉。在相应的情况下,它能像氢原子和氧原子的舞伴一样为这一场“电子舞蹈”牵线搭桥。
“事实上,我们能通过钴看到反应发生的瞬间片段,而非一个模糊的化学变化。在交换电子的时间尺度上定义催化剂的性质是非常重要的。”
“含钴催化剂是如人工树叶等材料的活性成分,我们能用这种材料合成太阳能燃料。”该论文的第一作者之一,阿尔贡研究员 Ryan Hadt 表示。
电解水反应大体上能被分为两部分。研究者们主要专注于第一部分,也就是水的氧化。这一过程需要转化四个质子和四个电子,并在两个氧原子之间形成共价键,于是就必须有一个其他的原子与氧原子临时成键,这就是我们所需的含钴催化剂。
该反应之所以值得研究,是因为钴与氧成键的过程发生在少于十亿分之一秒之内。为了弄明白这一过程,科学家使用了阿尔贡实验室光子源的X射线吸收光谱进行了详细测量。
通过分析科学家发现,两个氧原子间的共价键与钴离子的轨道进行杂化,这时,每个钴离子都与一个水分子成键。该化合物的化学性质暂时是稳定的。紧接着,水分子会从钴离子上夺取一个电子,也就是把钴离子的化合价从正三价变成了正四价。
如此高价的的钴离子会把氢氧共价键中的氢原子挤走,并代替氢与氧离子成键。此时氢原子已经被解放,钴离子又会把氧离子上多余的两个电子拉走,于是氧也成功被还原了。最后,零价的氢原子和氧原子分别成键形成氢分子和氧分子;这样一来,气态的太阳能燃料就诞生了。
通过阿尔贡光子源,研究者能够在反应过程中直接测量钴的化合价,并通过理论计算一个名为“交换耦合”的量子力学数值。该值定义了氧和钴之间的电子自旋量。研究者认为这些电子对的自旋方向是相反的,也就是说它们具有反铁磁性。
“反铁磁性在氧分子共价键的形成过程中起到了重要作用,”Hadt补充道。“因为它为化学键同时提供两个电子创造了可能。”
而X射线吸收光谱则成功观测到了高价钴离子的位置。“最终,我们看到了反应的具体的位置和过程,我们通过电子的转化看到了催化剂的性质。”
特别声明:北极星转载其他网站内容,出于传递更多信息而非盈利之目的,同时并不代表赞成其观点或证实其描述,内容仅供参考。版权归原作者所有,若有侵权,请联系我们删除。
凡来源注明北极星*网的内容为北极星原创,转载需获授权。
用光伏发出的绿色电能,将水电解成纯度99.99%的氢气;岩洞储氢技术让废弃矿山变身“氢能仓库”;加满氢能的新型公交车,奔驰在街头……湖北省大冶市,曾经矿灯闪烁的工业重镇,一条“制、储、输、加、用”氢能全产业链正加快形成,绿氢绿电点燃绿色转型希望之光。大冶是一座矿冶名城,也是全国首批资源
北极星氢能网整理了4月21日~4月25日的一周氢能项目动态。1、吉林大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目进入调试阶段近日,大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目进入调试阶段,即将实现试生产。该示范项目以59.56亿元预算投资、80万千瓦新能源装机规模,以及六项全国领先技术,被国家电投列为绿色氢基能源
北极星氢能网获悉,近日,深圳能源集团北控公司鄂托克前旗250兆瓦光伏制氢项目通过专项验收,成功取得移动式压力容器充装许可证,标志着该项目已具备运营能力,可开展氢气充装及对外销售。该项目是内蒙古自治区首批风光制氢示范项目之一,使用新能源光伏发电制氢,采用碱水电解工艺,年制氢能力超6700
北极星氢能网获悉,4月7日,鄂托克前旗250MW光伏制氢项目通过各类专项验收,成功取得《移动式压力容器充装许可证》。获取该项资质后,该项目已全面具备氢气充装及对外销售资格,标志着项目已具备运营能力,实现了“建设”到“运营”的重大跨越。该项目毗邻宁东国家级化工园区,作为内蒙古自治区首批风
北极星氢能网获悉,3月24日,中电丰业宣布公司成功通过智利经济发展署(Corfo)的严格评审,获得在该国建设尖端电解槽生产基地的财政支持。该项目从众多方案中脱颖而出,以显著优势斩获评审最高分,成为最终入围的首选项目。这一里程碑不仅彰显了中电丰业在全球清洁能源领域的领军地位,更是其全球制造
北极星氢能网获悉,3月21日,宝鸡市经济合作局发布年产500台套制氢储氢成套装备项目招商,建设地点位于陕西省宝鸡市金台区,拟用地面积60亩、总建筑面积5万m,总投资4亿元。项目详情如下:位于金河工业走廊,依托金台区石油装备产业基础,把握氢能产业高速发展机遇,发挥宝石机械、宝石钢管油气集输储
北极星氢能网获悉,为推动山西经济社会数字化转型,让煤矿进入AI时代,让氢能赋能千行百业、走进千家万户,赋能鹏飞实现产业升级,鹏飞集团与山西移动成功举行战略合作签约及AI工业智能联合实验室揭牌仪式。鹏飞集团董事局主席兼总裁郑鹏与中国移动山西公司总经理廖建出席仪式并为实验室揭牌。鹏飞集团
2月14日,国华投资河北分公司“绿港氢城”项目获得国内首张绿氨碳足迹预评价证书,顺利完成“绿港氢城”项目氢和液氨产品依据国内标准的全流程碳足迹预评价工作。“绿港氢城”项目包含109万千瓦光伏、40万千瓦风电,并配套建设五万吨级绿氨生产装置。项目绿氨部分以电解水制氢(碱性水电解工艺)和空分
1月14日至16日,2025中东世界未来能源展会(WFES2025)在阿联酋阿布扎比隆重举办。作为中东地区最具影响力的清洁能源展会,400多家展商参展,吸引了超过2万名观众。本次展会隆基以“LeadingintoInfinity”为主题,以BC技术展示为重点,携HPBC二代新品Hi-MO9、Hi-MOX10以及“PV+”解决方案隆重登场,通
北极星氢能网获悉,10月23日,由航天长征化学工程股份有限公司(简称“航天工程”)主办,以“氢装上阵繁荣共生”为主题的航天工程氢能合作伙伴大会在河北沧州举行。会上发布了HTJS-ALK-2000/1.6型号碱性电解制氢装备,并提出了“可再生氢生态闭环技术解决方案”的理念,为氢能行业发展打开了新的思路
北极星氢能网获悉,日前,中国能建广东院牵头组成的联合体中标全国首个兆瓦级阴离子交换膜制氢示范项目——南网储能公司基于阴离子交换膜电解水制氢的兆瓦级制加氢一体化示范站建设项目,在氢能业务领域取得又一重要突破。“绿氢”是指通过可再生资源获得的、生产过程没有碳排放的氢,是氢能产业的未来
近日,武汉国力通能源环保股份有限公司与山西鹏飞集团合作的焦炉煤气低碳、零废液脱硫成套项目,自2024年投用以来,已实现连续7个月稳定运行。该项目是国内落地的首个零废液脱硫改造项目,标志着焦炉煤气脱硫又迎来新的技术突破,为焦化行业的“创新驱动发展、减污降碳发展”注入新的动能。双方合作的
6月19日,吉林建龙钢铁有限责任公司超低排放项目硅钢项目低温催化剂采购采购公告发布。详情如下:吉林建龙钢铁有限责任公司超低排放项目硅钢项目低温催化剂采购采购公告1.采购条件本采购项目吉林建龙钢铁有限责任公司超低排放项目硅钢项目低温催化剂采购(AGGCJSHHD250619218648)采购人为鞍钢集团工程
在内蒙古自治区党委、政府高位推动下,内蒙古以“起跑就领先”的魄力,按下科技“突围”快进键,锚定稀土、储能、氢能、乳业、空天计量等战略领域,以“非常之举”在重点点位上精准落子,让科技创新成为高质量发展的“关键变量”与“最大增量”。这里既有“工业维生素”稀土的“精密蜕变”,也有绿电储
北极星氢能网获悉,6月18日,福建省发展和改革委员会发布《福建省氢能产业创新发展中长期规划(2025—2035年)》的通知。通知指出,氢能产业分为两个阶段发展任务:一是2025至2030年为起步发展期,建成10个以上高能级创新平台,培育1-3个百兆瓦级绿电制氢示范项目,建成1-3个氢基绿色船舶燃料加注港口
在全球环境保护意识日益增强的背景下,实现“双碳”目标已成为各国的共识。作为主要的大气污染物之一,氮氧化物(NOx)的减排更是成为关键任务。随着国家不断提高大气污染物排放标准,各行业对脱硝技术及设备的需求不断增加,脱硝市场迎来了前所未有的发展机遇,同时也面临着严峻挑战。在此背景下,戈
6月17日,浙江省生态环境厅发布浙江省2025年度危险废物利用处置设施建设投资引导性建议公告。总体而言,浙江省已基本形成了焚烧、填埋、协同处置、综合利用等多措并举的危险废物利用处置体系。危险废物利用处置能力高于危险废物产生量,特别是废活性炭、废包装物、铝灰渣、废矿物油、废乳化液、废催化
北极星氢能网获悉,近日,陕西省工业和信息化厅公示了陕西省第二批工业领域碳达峰试点项目名单,全省15个项目入选。其中,泾河新城推荐项目——盛世盈创氢能科技(陕西)有限公司氢能交通用燃料电池动力系统成功入选。据悉,氢能交通用燃料电池动力系统通过企业自研质子交换膜、膜电极、催化剂层等9项
6月17日,河南零碳技术研究院有限公司SCR脱硝系统催化剂采购谈判采购公告发布。项目总规模为日处理生活垃圾700吨/天,年处理垃圾约25.6万吨,配置2条350吨/日的机械式炉排炉垃圾焚烧线和1台15MW汽轮机发电机组,项目于2021年6月投产。烟气净化系统采用“SNCR(氨水)+半干法+干法+活性炭吸附+布袋除尘+
6月17日,海螺新材公告,公司控股子公司海螺环境拟收购康宁能源持有的河南康宁特环保科技股份有限公司(简称“康宁特”)80%股权及康宁能源持有的郑州康宁特环境工程科技有限公司(简称“工程公司”)100%股权,合计交易价格1.86亿元。本次收购完成后,海螺环境将持有康宁特80%股权及工程公司100%股权
北极星储能网获悉,6月16日消息,安徽宿州印发《宿州市科学技术局以科技创新推进未来产业创新发展实施方案》,提到,重点布局氢能、新型储能等领域。氢能方面推进核心零部件以及关键装备研发制造,发展氢气循环泵、膜电极、双极板、高效催化剂、质子交换膜、控制系统等技术。新型储能方面拓展电化学储
北极星氢能网获悉,湖南省政府在官网发布了《湖南省氢能产业发展三年行动方案》(以下简称《方案》)。方案提出,到2027年在交通运输、氢储能、氢冶炼、氢化工等部分领域实现规模应用,市场机制和管理机制更加健全,集聚具有全国影响力的骨干企业10家左右,氢能关键材料部分领域产业规模全国领先,氢能
6月20日,北极星太阳能光伏网发布一周要闻回顾(2025年6月16日-6月20日)。政策篇定了!山东分布式光伏新政下发:工商业自用比例≥50%,余电参与现货6月17日,山东省能源局正式下发《山东省分布式光伏发电开发建设管理实施细则》,细则指出,分布式光伏发电上网模式包括全额上网、全部自发自用、自发自
中国国家电网公司与希腊国家电网公司代表19日在雅典完成希腊克里特岛直流联网项目公司20%的股权交割,标志着国家电网正式入股希腊克里特岛直流联网项目。希腊环境与能源部秘书长亚里士多德·埃瓦利奥蒂斯在接受新华社记者采访时表示,“克里特岛直流联网项目被誉为希腊电力系统稳定基石的旗舰工程。自
4月25日,交通运输部、国家发展改革委等十部门联合发布《关于推动交通运输与能源融合发展的指导意见》(以下简称《指导意见》),明确要求到2027年,基本形成多部门协同的交通运输与能源融合发展机制,政策法规、标准规范、技术装备体系逐步健全。交通运输行业电能占行业终端用能的比例达到10%。交通基
近期,2025年中国上市公司可持续发展力百强榜正式揭晓,瑞浦兰钧凭借在环境、社会和公司治理(ESG)领域的卓越表现成功上榜,在众多企业中崭露头角,成为新能源行业可持续发展的典范。此次评选针对上市公司展开,从企业的年度报告、可持续发展报告以及第三方数据等多渠道采集信息,通过对财务管理、双
“思想作风明显变化,大家都紧着劲儿,把不可能变成可能,这业绩之前都不敢想呐!”“两个转变深入人心,在潜移默化中激励大家伙想干事、能干事、干成事!”“人心齐,风气正,个个都想争排头,没啥困难不能闯过去!”……大唐华银电力公司开展“转变思想,转变作风”大讨论以来,全体干部职工以“思想
6月11日,第十八届上海SNEC展盛大开幕。作为钙钛矿产业化的全球引领者,极电光能携行业领先的钙钛矿量产技术成果、BIPV全场景应用生态及创新产品矩阵惊艳亮相,向全球光伏行业从业者展示了公司在钙钛矿领域的创新实力、卓越产品和多元化布局。展会首日,极电光能展台精彩纷呈,亮点不断。下面,就让我
当地时间6月12日,中国广核集团有限公司(以下简称“中广核”)应邀出席第三届联合国海洋大会“通过海洋空间规划推动蓝色经济与可持续海洋发展”主题论坛。据介绍,中广核积极拓展海上清洁能源应用场景,已打造近20个海上风电、海上光伏项目,总装机容量474万千瓦,预计年发电量148亿千瓦时,能够满足
在云岭大地的群山之巅,借助风电机组的力量,呼啸的山风正转化为源源不断的绿色电能,不仅改写了云南的能源版图,更成为推动边疆地区乡村振兴的“绿色引擎”。中国大唐集团深耕云南二十余载,以风电开发为笔,以山川为卷,绘就出一幅生态保护、经济发展与民生改善协同共进的新时代画卷。风电绘就彩云之
6月19日,华电清洁能源封闭式基础设施证券投资基金(简称华电清洁能源公募REIT)正式获得中国证监会准予注册的批复。华电清洁能源公募REIT是中国华电首个公募REITs上市平台,以中国华电核心上市公司华电国际作为原始权益人,以浙江区域优质燃机资产为首发资产,每年为社会输送大量清洁电力,为区域能源
6月18日,新疆维吾尔自治区塔城地区托里县分会场举行塔城地区2025年新能源项目集中开工仪式。托里县分会场集中开工的塔城托里天润50万千瓦风电项目、华能塔城托里玛依塔斯50万千瓦风电项目,总规模达100万千瓦,总投资约32亿元,计划于2026年建成并网。这两个项目的落地实施,将进一步优化托里县能源结
1-17日,沿海煤炭市场沉浸于一片冷清之中,煤价持续走稳。在自身高库存与煤价走势未明朗的情况下,下游企业采取“保守观望”策略,主打长协兑现,市场采购活动近乎停滞。本周,在高温加持下,华东、华中地区电厂日耗猛增,市场新增货盘增加,租船增多,海运费持续上涨了三天。而随着询货的增多,电厂招
请使用微信扫一扫
关注公众号完成登录
姓名: | |
性别: | |
出生日期: | |
邮箱: | |
所在地区: | |
行业类别: | |
工作经验: | |
学历: | |
公司名称: | |
任职岗位: |
我们将会第一时间为您推送相关内容!