课题基金 / 基金详情

多级孔道复合电极原位集成及其异相催化基础研究

批准号:
52074039
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
喻林萍
依托单位:
学科分类:
粉末冶金与粉体工程
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
喻林萍

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
研发高效廉价的电催化剂是电解水大规模产业化的技术关卡,也是减少环境污染及实现可再生清洁能源利用的重要途径之一。本项目应对目前基础研究中的高活性电催化剂难以向大规模应用移植的瓶颈,突破电催化剂设计思维定势及理论研究的局限,开展过渡金属原位集成多孔复合电催化材料的制备与性能研究:以纸型Ni-Me(Me=Co,Fe)合金多孔支撑体的创制为突破口,提出借支撑体金属源原位集成NiMePx/NiMe复合材料,从材料的表/界面组成及空间结构上同时调控其综合电催化性能;在此基础上,揭示不同类型活性中心的异相催化作用机理,探明多级孔道结构对催化传质的影响机制,同时建立基于宏观特性的电解水系统能量分析模型与基于微观分析的电极/溶液界面及孔道传质模型。本项目的执行将为面向电解水行业活性物质整合利用与催化效应的高效表达提供思路与研究方法,缩小电催化基础研究向应用扩展的技术鸿沟,助力能量转换领域产业高值化发展。
英文摘要
Development of low-cost, high-performance, and bifunctional electrocatalysts for water splitting is essential for renewable and clean energy technologies. Confronted with the great gap between the promising electrocatalysts and large scale production, this project manages to break the limits of the fundamental study and design stereotype of electrocatalical materials, which includes the in-situ fabrication and mechanism study of multi-porous integrated electrocatalysts for water splitting: basing on the exploration of paper porous Ni-Me (Me=Co,Fe) alloy, the in-situ integration of self-supported NiMePx/NiMe electrocatalyst is proposed to promote its comprehensive electrocatalytic performance by simultaneously regulating the composition of surface/interface and multi-porous structure. Based on the controllable fabrication, the heterogeneous catalytic mechanism of active sites and the in-depth effects of the multi-porous structure on the electrocatalytic performance will be revealed. At the same time, theoretical models of the energy analysis and the mass transfer process at electrode/electrolyte interface as well as inside the channels will be established. The implementation of this project will pave a new way for the efficient application and the integrated utilization of active electrocatalysts in terms of water splitting, so as to narrow the technological gap between the fundamental research of electrocatalytic system and the large-scale application, and may also boost the high-value development of the industry in the field of energy conversion.
研发高效廉价的电催化剂是电催化分解水大规模产业化的技术关卡,也是减少环境污染及实现可再生清洁能源利用的重要途径之一。本项目应对目前基础研究中的高活性电催化剂难以向大规模应用移植的瓶颈,突破电催化剂设计思维定势及理论研究的局限,开展了过渡金属原位集成多孔复合电催化材料的制备与性能研究:以纸型Ni基合金多孔支撑体的创制为突破口,提出借支撑体金属源原位集成NiMePx/NiMe复合材料,从材料的表/界面组成及空间结构上同时调控其综合电催化性能;建立了纸型合金多孔支撑体组成、结构与支撑力学性能之间的定量依循关系;探索了复合电极材料表面电催化活性中心及多级孔道结构的可控制备技术;在此基础上,揭示了不同类型活性中心的异相催化作用机理,探明了多级孔道结构对催化传质的影响机制,发展了镍基合金多孔电极单级孔道结构及电催化活性的控制新方法,创新了稳定复合电极表面活性中心的控制方法,为最大限度地发挥多相催化电极的工业潜力提供技术支撑。.本申请项目的实施从材料表面及空间结构上增进了对复合结构电催化剂异相催化机理的认识,为阐明电催化体系“表/界面组成-多级孔道结构-电催化性能”之间的构效关系提供了新工具与新方法,后续将进一步对接电解水制氢应用场景的技术需求,在本项目掌握的电催化基础理论研究关联尺度的基础上,与企业研发团队合作,将前期的理论研究成果逐步进行技术转化,深度参与电催化分解水关键装备及材料国产化替代技术开发,共同推动我国电催化分解水新材料体系的高值化发展。
自支撑多孔复合电极的界面结合机制与应用基础研究
  • 批准号:
    2024JJ2004
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2024
  • 负责人:
    喻林萍
  • 依托单位:
多维孔道结构自支撑阴极NiCoPx/NiCo 的结构控制及电催化析氢性能
  • 批准号:
    2022JJ30586
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    0.0万元
  • 批准年份:
    2022
  • 负责人:
    喻林萍
  • 依托单位:
Ni-Cu-Ti多孔合金多维孔道调控及其协同电催化机理研究
  • 批准号:
    51701023
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    25.0万元
  • 批准年份:
    2017
  • 负责人:
    喻林萍
  • 依托单位:
国内基金
海外基金