技術(shù)項目背景介紹
氫氣是碳中和的良藥，從氫產(chǎn)業(yè)鏈條來(lái)看未來(lái)大有可為。全球的碳排放接近70%都可被氫氣替代，氫氣從制 備、存儲、運輸和下游應用均存在很大的發(fā)展空間，也是目前投資的熱點(diǎn)。目前化石原料是氫氣的主要來(lái)源，而 電解水作為能夠有效利用風(fēng)能、水能或太陽(yáng)能等可再生能源以可持續的方式轉化為氫的最有潛力的途徑之一，因 而綠氫具有廣闊的發(fā)展空間。然而，在水電解過(guò)程中，過(guò)電位的存在會(huì )造成能量損失，析氫反應(HER)的效率在 很大程度上取決于電催化劑的選擇。因此，選擇合適的催化劑可以有效地降低過(guò)電位，從而實(shí)現高效產(chǎn)氫。
項目簡(jiǎn)介
本項目擬設計具有優(yōu)異電催化分解水性能的二維金屬-有機框架材料(MOFs) 催化劑。通過(guò)調控中心金屬離 子的種類(lèi)、有機配體的連接方式以及功能基團等方式，可以得到不同結構、物理和化學(xué)性能的MOFs 材料。相對 于三維結構的MOFs 材料來(lái)說(shuō)，二維MOFs 解決了內部金屬中心被有機配體包裹的問(wèn)題，能夠暴露更多催化活性位 點(diǎn)，與電解液和電極的接觸面積更大，同時(shí)其納米級厚度可促進(jìn)傳質(zhì)和電荷傳輸過(guò)程。盡管MOFs可以直接用作 催化材料，但是其較差的導電性限制了MOFs在電化學(xué)領(lǐng)域中的應用。通過(guò)結構設計、引入缺陷和表面修飾等方 法實(shí)現對二維MOFs 電子結構的調控，是二維MOFs 在電催化解水應用中的一個(gè)重要研究?jì)热?。本項目擬以便攜式 綠氫制備為出發(fā)點(diǎn)，以能量存儲和轉換為中心設計二維雙金屬MOFs, 助力二維MOFs 材料在綠氫產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，推 進(jìn)清潔與可再生能源體系的建立。
項目前景簡(jiǎn)介
隨著(zhù)“十四五”發(fā)展規劃的發(fā)布，氫能在我國未來(lái)能源體系的地位進(jìn)一步確定，發(fā)展氫能技術(shù)，推廣氫能產(chǎn)業(yè) 發(fā)展是國家和各省市地區都在考慮的重要事項。便攜式堿性陰離子交換膜(AEM) 電解槽具有低成本、耐高壓、產(chǎn) 氫純度高、效率高以及安全性高的優(yōu)勢因此，設計高效用于堿性介質(zhì)中的催化劑，有助于發(fā)展穩定的產(chǎn)氫電解 槽，提高固定式、便攜式和運輸式發(fā)電系統的能源。
