近日，清华大学化学系王定胜教授、李亚栋院士领导的课题组在甲酸电氧化领域取得突破，相关工作以“负载在氮掺杂碳上的单原子Rh：一种甲酸氧化的电催化剂”（Single-atom Rh/N-doped carbon electrocatalyst for formic acid oxidation）为题在《自然·纳米技术》（Nature Nanotechnology）发表。燃料电池是一种理想的能量来源，它可以以环境友好的方式将化学能转换为电能。氢氧燃料电池作为航空飞船的主要燃料，在上世纪80年代就已经得到了发展，近年来氢氧燃料电池在汽车上的应用也有了突飞猛进的提高。然而氢氧燃料电池需要用体积大且危险的高压氢气作为其燃料，这限制了氢氧燃料电池的发展。而直接甲酸燃料电池(DFAFCs)由于其体积小，毒性小，nafion@膜的穿透率低等优点，被认为是未来便携式电子设备最有前途的电源之一。在之前的研究中，负载型纳米级钯和铂通常被认为是DFAFCs的阳极反应甲酸电氧化（FOR）中最有效的催化剂，并得到了深入的研究。然而，由于FOR催化剂质量活性较低和一氧化碳抗毒性较差， DFAFCs阳极材料的发展达到了一个瓶颈，极大地阻碍了其应用。SA-Rh/CN的合成路径示意图及其表征在本工作中，研究人员使用主-客体合成策略成功地合成负载原子分散Rh的氮掺杂碳催化剂(SA-Rh/CN)，发现尽管Rh纳米颗粒对甲酸氧化活性很低，但是SA-Rh/CN却具有极好的电催化性能。与最先进的催化剂Pd/C和Pt/C相比，SA-Rh/CN的质量活性分别提高了28倍和67倍。有趣的是，在CO剥离实验中，我们发现虽然纳米级Rh催化剂对CO毒性十分敏感，但是SA-Rh/CN很难吸附CO并且可以在很低的电压下氧化CO，这说明SA-Rh/CN对CO毒化几乎免疫。经过长期反应的测试后，SA-Rh/CN中的Rh原子具有抗烧结的能力，并因此在30000s的CA测试或者20000圈ADT测试后活性几乎没有改变。在组装电池的实验中，SA-Rh/CN的质量比能量密度在不同温度下分别是商业钯碳催化剂的8.8倍（30oC），14.8倍（60oC）和14.1倍（80oC）,这也说明了SA-Rh/CN在DFAFCs的应用中具有很高的潜力。最后，研究者用密度泛函理论（DFT）计算了Rh单原子甲酸氧化的机理。研究者发现在SA-Rh/CN上，甲酸根路线更为有利。和Rh纳米颗粒具有较低的CO吸附能垒不一样，SA-Rh/CN上的Rh单原子吸附CO能垒较高，以及与CO的相对不利的结合，使SA-Rh/CN具有极高的CO抗毒性。这一发现将传统的甲酸电氧化催化剂的质量比活性提高了一个数量级，并且很好地解决了传统纳米催化剂的CO毒化问题。该发现有助于在燃料电池领域取得突破，并有望应用于便携式电子设备上。本论文的通讯作者是王定胜教授、李亚栋院士，清华大学博士后熊禹是本文的第一作者。本研究受到国家自然科学基金委和科技部的经费资助。论文链接：https://www.nature.com/articles/s41565-020-0665-x

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电现象资源箱  型号：QWD1209 实验清单： 摩擦起电实验 简单电路实验 导体与绝缘体判断实验 电能的转化实验

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研究方向：机器人技术、肌电假手、康复机器人、机器人视觉、家庭 服务机器人、人体技能分析。 项目简介： 肌电假手的主要特点是手指灵活、手腕可动、稳定识别、 电刺 激反馈感觉、 成本低廉、自主知识产权。 项目特色： 物理支持：机械手臂，识别工件并搬运工件，抓取工件并根据作 业步骤改变工件位置；支持工人作业，降低工人体力消耗，提高生产 效率。 模拟仿真：使用 ROBOGUIDE 和 OpenGL 建立模拟系统，优化 机械手臂运动轨迹，模拟人机碰撞，缩短设计周期，降低设计成本。

当前原油电脱盐脱水器都是卧式和板式电极，原油在罐内充满空间（罐的利用率）只占整个罐的2/3，而电场利用率只有整个罐的30%，效率很低。罐内原油的流动方向和脱出水下沉方向相反，上升油流阻碍了下降水滴的沉降，下降水滴（含大量盐）又对上升的净化原油进行二次污染，因此现有装置难以满足原油深度脱盐脱水的要求。针对这一问题,开发了高效电脱盐器，该技术的特点是在电脱盐脱水器内部采用了分段多层偏心鼠笼式组合电极，电极组合件由2～3层横断面呈圆环形的电极组成，相邻两层电极之间形成环形空间，进一步地，电极组合件中相邻两层电极之间的间距从顶部到底部逐渐由小增大。 与原有电脱盐（水）技术相比，该电脱盐脱水器具有如下优点： （1）由于电极组合件由2～3层横截面为圆环形的电极组成，所以可以形成多层环形电场，能最大限度地占据罐内的空间，使有效电场的空间增大，且可消除电场死角，使罐内电场利用率提高。   （2）电极组合件中相邻二层电极之间的间距由顶部到底部逐渐增大，所形成的环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，在横截面上电场强度的分布为“上强下弱”。在罐体内油料含水量较小的上部区域电场强度大，油料含水量较大的下部区域电场强度较小，因此电场强度分布合理。此外，由于环形电场的电场强度由顶部到底部逐渐减弱，降低了电流，从而可以节省电耗。   （3）油水混合物料在电脱盐罐内水平流动，电极组合件沿罐内原油的流动方向分为3段，分别形成弱电场、过度电场、强电场三个电场区域；环形电场中下降的水滴沿油料流动方向呈水平抛物线轨迹下降，减轻了油料与下降水滴之间的返混效应。试验表明，该电脱盐/脱水器的处理量和分离效率较现有装置可提高100%以上。一般原油可以达到原油脱后含盐达到3mg/l以下，最低1mg/l，脱后含水达到0.3%以下的技术指标

涡轮增压是内燃机强化、节能、环保的最重要技术措施之一。与自然进气发动机相比，涡轮增压技术可节能10%～20%（汽油机）和20%～40%（柴油机）。但是, 目前的浮动轴承涡轮增压器容易产生油膜振荡、失稳、使得可靠性低，且不能实现对转子动力学特性的调节与主动控制。本项目创新应用电磁轴承和电控技术改造提升传统涡轮增压器，实现了涡轮增压技术的大跨越，能够满足内燃机、混合动力和燃料电池、纯电动等军民用车辆的技术要求，进一步提高车辆性能。同时可根据特殊要求进行设计，满足个性化需求。