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发稿时间:2020年11月24日 23:41

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“松球结构”催化剂大幅降低电解水制氢成本

“松球结构”催化剂大幅降低电解水制氢成本

科技日报合肥6月9日电(记者吴长锋)记者从中国科学技术大学获悉,该校宋礼教授和江俊教授合作,在电解水制氢研究中,利用催化效果最好的铂金属巧妙设计了遍布针尖的“松球结构”催化剂,与商业铂碳催化剂相比,铂金属的用量仅为原来的七十五分之一,大大降低了催化剂的成本。相关成果日前在线发表于《自然·能源》上。

传统催化剂的催化过程一般都发生在催化剂的表面,且参与反应的是单个或近邻的几个原子。传统铂催化剂表层的铂原子忙得不亦乐乎,内层的铂原子却只能无所事事。怎样让催化剂中的铂原子不吃大锅饭,每个都动起来呢?

课题组选择了单位质量下拥有最大表面的球形,将之前扁平的催化剂都做成一颗颗“球”,将以前局限在二维平面的反应改造成了三维立体的反应。同时,每个铂原子都位于球形的表面,保证了它们都在“生产一线”。这样催化剂形成了一个表面满是针尖的“球”,每个针尖都是一个单原子铂,没有“人”可以“躲”在后面偷懒。江俊教授说:“这个设计还带来一个惊喜的附加效果,理论模拟发现,弯曲的球面会在尖端铂原子处形成非常强的局域电场,相当于给铂原子脚上加了一个加速履带,可以进一步增强催化效率。”

最后测试结果表明,当电解溶液中的反应物通过一颗颗的表面遍布针尖的“松球”时,形成氢气的速率大大增加。

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市级行政中心位于通州区潞城镇北运河北岸,市委、市人大常委会、市政协办公区在北、东、西三面呈品字形排列,市政府办公区位于市委办公区北侧,整个办公区建筑风格简朴庄重大气。2019年1月11日上午,北京市级行政中心正式迁入北京城市副中心。 北京城建(600266)供图

《北京城市总体规划(2016年—2035年)》中提出“形成‘一主、一副’城市空间布局”让北京城市副中心再度成为关注焦点。图为北京市规划展览馆展厅内,市民在参观北京城市规划模型。本报记者 武亦彬摄

北京五中通州校区,位于通州区永顺镇新潮嘉园南侧,占地面积约120亩,建筑面积约6.9万平方米,功能齐备。 本报特约摄影 周良摄

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千年大运河,沧海桑田。它如同一条缎带绵延远方,联络起拔地而起的城市副中心区,呈现出一幅瑰丽壮阔的画卷。本报特约摄影 马文晓摄

雄安新市民服务中心是雄安新区的第一个建筑群,也是雄安面向世界的窗口。服务中心将承担雄安新区的规划展示、政务服务、会议举办、企业办公等多项功能。本报记者 潘之望摄

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北京城建供图

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本报特约摄影周良摄

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来源:南方日报网络版  责编:热播