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氢能时代加速到来,非晶态合金催化剂或可助力破解制备成本难题

中国冶金报中国钢铁新闻网

记者赵萍报道

正是冬去春来、乍暖还寒的时候,3月的山城却已春风习习、花繁草绿。3月21日,来自全国非晶合金、催化等相关领域的专家学者、企业代表等齐聚重庆,就非晶态合金在催化领域的最新研究成果进行分享、交流和探讨,展望了非晶态合金催化剂在相关领域的应用前景,并提出了相关发展建议。

会上,多位与会嘉宾表示,氢气是能量密度极高的清洁能源载体,氢能被定位为能源“搬运工”,具有较强的可储存能力。在目前的三种氢能中,由于灰氢、蓝氢会带来一定的污染,由电解水制备的绿氢可能是氢能的最理想状态。但目前绿氢仍面临生产成本高、缺少专用基础设施、制取过程中能量损失严重等难题,因此,与会嘉宾提出,研发高效持久且低成本的催化剂,同时利用过剩再生能源进一步降低绿氢成本,有助于绿氢进入主流能源行业。

同时,与会嘉宾介绍,非晶态合金催化剂比晶态材料显示出了更优的催化性能,目前在水资源处理方面显示出较好的应用成效,或可降低电解水制氢成本,加速电解水制氢技术走向成熟。

根据相关研究成果,非晶合金结构具有长程无序化、不饱和位点多、各向同性等特点,相较晶体催化剂,非晶态合金催化剂有4大优势。一是不饱和位点丰富,有较高的活性位点密度,可吸附量大。二是受晶界和晶格限制小。三是耐蚀性强,在低温时有较高的催化稳定性。四是非晶异质结具有高度的界面晶格失配,可触发不寻常的电催化过程。总的来看,非晶态合金具有丰富的表面活性位点,独特的电子结构,化学均匀性、高残余应力,不会出现位错、晶界等缺陷,具有良好的耐腐蚀性等,也因此造就了其优异的降解效率和催化稳定性。

与会嘉宾在会上也分享了非晶薄带催化剂、非晶纳米催化剂、非晶丝材催化剂等在电解水领域的最新研究成果,其中Fe基非晶丝材在电解水领域可直接作为自支撑电极,不仅制备成本低、催化活性好、稳定性高,还具有优异的综合性能。

但是,尽管我国近年来在非晶态合金催化剂领域取得了令人瞩目的研究成果,并取得了一系列创新突破,但在非晶态合金催化剂的设计、制备和性能调控,特别是长期稳定性和使用寿命等方面,仍面临许多科学难题和挑战,同时与国际先进水平相比,在某些方面仍存在一些差距。

基于此,就如何加速非晶态合金催化剂的高质量发展,与会嘉宾提出三点建议。

一是加强跨学科的合作与交流。发展非晶态合金催化材料需要多领域的知识与技术的支持,只有加强不同学科之间的合作和协同,才能够在非晶态合金催化材料的设计、合成及应用等方面取得更好的突破。

二是注重创新与应用相结合。与会嘉宾认为,要善于把基础研究与应用结合起来,只有将科学研究成果转化为真正能够应用到工业上的产品和技术,才能进一步提高整体科学水平,形成新质生产力。

三是加强国际间的交流与合作。催化领域是一个全球化的领域,各国之间的交流与合作对于推动催化科学的发展具有重要的意义。

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全国首届非晶态合金催化剂在催化领域的研究与应用研讨会指出——

非晶态合金作为催化剂具有独特优势

本报讯(记者赵萍) 3月21日,全国首届非晶态合金催化剂在催化领域的研究与应用研讨会在重庆召开。与会嘉宾一致认为,非晶态合金作为催化剂具有独特优势。

会上,中国科学院院士、南京大学教授邹志刚,重庆师范大学校长孟东方,重庆优钛实业有限公司总经理张群发表致辞。中国科学院院士、松山湖材料实验室主任汪卫华(线上),法国国家技术科学院院士、国家贵金属材料工程技术研究中心香港分中心主任吕坚等10位专家做主题报告。中国电器工业协会非晶合金应用分会(下称中电协非晶分会)秘书长张华主持开幕式,重庆师范大学物理与电子工程学院副院长余鹏、西南大学材料与能源学院副院长郭胜锋分别主持了上午和下午的会议。

邹志刚认为,非晶态合金催化材料具有丰富的表面活性位点、高度可调节的物化性能及超过晶态催化材料的稳定性等一系列的优势,其作为新型催化剂具有独特的优势和应用潜力,目前已经在汽车尾气处理、能源转化、有机合成和绿色催化等领域有了广泛应用。

孟东方也表示,近年来,作为一种新型催化材料的非晶态合金以更高的催化活性、更灵活的成分调节和更低的生物成本等独特优势,逐渐受到业界广泛重视。

在报告环节,汪卫华、吕坚、华中科技大学教授柳林、余鹏、南京大学物理学院助理教授王冰、郭胜锋、河北工业大学教授秦春玲、中国科学院大连化学物理研究所研究员王军虎、深圳大学机电与控制工程学院副研究员阮文清、哈尔滨工业大学副教授姜思达围绕非晶态合金催化剂的设计、制备、性能优化等问题进行了深入交流和探讨,分享了非晶态合金催化剂在催化领域的最新的研究成果,并展望了非晶态合金催化剂在相关领域的应用前景。

孟东方还特别指出,这次会议在探索非晶态合金催化剂在催化领域的研究与应用方面迈出了重要一步,为相关领域的研究提供了重要的交流平台和学术指导。余鹏在做总结发言时也表示,在此次研讨会上,与会嘉宾共同探讨了非晶态合金催化剂在催化领域的最新的研究成果和应用前景,为推动我国非晶态合金催化剂的整体水平和产业的发展做出了积极贡献。

据悉,此次会议由重庆师范大学、西南大学、重庆物理学会、中电协非晶分会主办,重庆优钛实业有限公司协办,江苏碧姆帝新材料科技有限公司承办。来自非晶合金和催化等相关领域的科研院所、高等院校、相关企业等的代表共130余人参会。

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