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可再生能源电解水制氢催化剂制备及其应用
在“双碳”目标的背景下，基于可再生能源电解水制氢是真正实现清洁氢气来源的“绿氢”技术。然而，目前制约电解水制氢产业发展的瓶颈之一是贵金属基电催化剂高昂的价格。近年来，研究者开发了多种廉价、高效的电解水阴极析氢非贵金属电催化剂，其中硫化钼（MoS2）基催化剂是迄今为止发现的析氢性能最好的非贵金属催化剂之一，其具有类铂活性。然而，这类高活性催化剂往往更易受到复杂催化反应环境因素的影响，导致催化剂表面发生重构并破坏其几何/电子结构，造成催化剂失活。
基于此，本团队提出了具有分子选择性的栅栏工程，解决了高活性Co掺杂MoS2析氢反应催化剂活性与稳定性之间的权衡问题。这一策略为设计高效、稳定的非贵金属基电催化剂的大规模应用提供了新思路。当将该MoS2基（Co-MoS2@CoS2）阴极催化材料与实验室自制的高活性钴镍双金属硒化物析氧反应阳极配对用于实验室自制的碱性电解水（AWE）双电极电解系统时，在电流密度400 mA/cm2下持续分解500 h没有明显的衰减。
随着我国进一步推进去碳化，电解水制氢有望成为能源变革的核心。在此背景下，只有大力推广电解水制氢，才能满足不断增长的绿氢需求。为此，需要大幅扩大电解水制氢装置规模，让电解水制氢在国民经济去碳化中发挥关键作用。
北京理工大学
2022-09-16
新型稀土镍基储氢合金(AB5)电极材料及其制备方法
小型镍氢电池已产业化、商品化，大容量镍氢电池是当前电动车辆主选动力电池之一。目前国内外生产镍氢电池的负极材料，基本采用混合稀土镍基储氢合金(MmB5， Mm为混合稀土金属，B为Ni、Co、Mn、Al等金属)。 南开大学课题组首次制备了含碱金属锂（Li）新组分储氢合金[MmB5（Li）]，提高了电池负极电催化活性和延长电池寿命，并获得中、美、欧发明专利（ZL 92100029.4； US 5,242,656； EP 0554617B1）。同时
南开大学
2021-04-14
钴镍基配位聚合物的构筑及电催化析氢性能研究
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。
一、项目进展
创意计划阶段
二、负责人及成员
姓名
学院/所学专业
入学/毕业时间
祝涣钧
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
吴凌志
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
郑毅
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
王梓
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
武辰禹
化学与化工学院应用化学专业
2019年9月至2023年6月
三、指导教师
姓名
学院/所学专业
职务/职称
研究方向
覃玲
化学与化工学院
副教授
多功能配位聚合物材料的合成及应用研究
四、项目简介
配位聚合物是由无机金属中心与桥连的有机配体通过自组装相互连接，形成的一类具有周期性网络结构的晶态多孔材料。它具有多样的拓扑结构，并且稀疏多孔，密度较低。这些特点使得它在吸附，催化，储能的各个方面有着优良的效果。
本项目主要目的在于合成钴/镍基配位聚合物，选择合适的有机配体与金属离子钴/镍通过配位键构筑得到钴镍基配位聚合物，利用单晶衍射、元素分析、红外光谱等方法对其结构及组成进行表征，或者通过合成和掺杂的方式，调控它的析氢性能，设计出高催化活性和稳定性、低成本的非贵金属催化剂。
项目组成员通过设计选择有机配体与金属离子，通过溶剂热方法合成了多种金属有机框架材料，并将其热解得到衍生材料。通过线性伏安扫描法等多种实验方法测试了它们的电催化性能，其中化合物Ni-MOF的初始电位为-356mV，Tafel斜率127.3 mV⋅dec-1。Co-MOF通过掺杂Zn2+后，过电位降低到-307 mV，Tafel斜率150.2 mV⋅dec-1。我们还合成了一种对金属离子（Fe3+）与抗生素（加替沙星）有明显检测效果的锌基材料，可作为多功能探针检测水中金属离子和抗生素的残余量。由于化合物没有催化位点，我们通过掺杂钴金属的方式，改善了它的电催化析氢性能，使它具有较低的初始电位(-423 mV)、较低的Tafel效率(101.9 mV⋅dec-1)和较好的循环稳定性。
项目为研究高性能和稳定性的HER电催化剂及金属离子和抗生素荧光探针材料的设计合成提供了可行的思路。
合肥工业大学
2022-07-27
一种测氢用固体电解质管的制备与成形方法
本发明公开了一种测氢用固体电解质管的制备与成形方法。该 方法采用 CaCO3、ZrO2、In2O3 原料，按照摩尔比：CaCO3：ZrO2： In2O3＝1：0.8～0.95：0.025～0.1 称取出原材料，进行湿磨混料，混 合粉料压制成直径 20～30mm，厚度为2～5mm的圆片在1000～1400℃ 下煅烧得到 CaZr1-xInxO3-α(0.05≤x≤0.2，原子比)，再将圆片压碎成 粉末，加入到熔融的石蜡、油酸和蜂蜡混合物中，用电磁搅拌器进行 搅拌，通过热压注方法成形为管状，再在高温下进行排蜡，之后在 1450～1550℃下进行最终的烧结，获得 CaZr1-xInxO3-α(0.05≤x≤0.2) 电解质管。本电解质管表面光滑、结构致密，具有较好的化学稳定性 和抗热冲击性能，能够应用于变温环境下的铝、镁合金熔体氢含量的 连续、准确测定。
华中科技大学
2021-04-13
一种绿氢耦合加氢过程在线代理模型辅助多目标优化方法
本发明提供了一种绿氢耦合加氢过程在线代理模型辅助多目标优化方法，包括：针对绿氢耦合加氢过程的绿氢‑灰氢混合波动，构建经济与碳减排多目标操作参数优化问题，对操作参数进行灵敏度分析，获取待优化操作参数及其取值范围；对加氢过程建立第一性原理模型并进行拉丁超立方采样，采用高斯过程回归建立离线代理模型；在混合氢气波动条件下，基于高斯过程生成初始在线代理模型，采用快速非支配排序优化方法求解经济与碳减排多目标优化问题，并通过周期性更新在线代理模型。本发明兼顾了投资成本与碳减排效益，实现了绿氢‑灰氢混合频繁波动下的经济效益与碳减排多目标的平衡优化。
南京工业大学
2021-01-12
轴承钢超高周疲劳性的定量评估技术
随着工业发展，用户对轴承钢的疲劳寿命要求日益增高,尤其是航空航天、高速铁路等。仅对107以下的低周及高周疲劳进行研究已不能满足需求,明确高周疲劳的破坏形式及机理对提高钢材质量至关重要。
北京科技大学
2021-04-10
TiC颗粒增强钢基及铁基复合材料
TiC颗粒增强钢基及铁基复合材料适用于在苛刻条件和环境（如：强负荷下的强磨损，高温下的磨料磨损，强腐蚀气氛中的冲蚀等）工作的设备零部件。这种新材料以合金钢为基体，以TiC为增强体，具有常规的金属材料难以比拟的一系列特征：1.耐磨损：在各种试验条件下，它的耐磨损性能远优于与其成分相似但不含TiC的合金钢；2.工艺性能好：尤其是它的热加工（包括锻、轧和热挤压等）性能，优于一般的高合金钢；3.性能的可调性：可以根据使用要求，调整成分，形成不同性能（强度、硬度、塑性及耐磨损性能）配合的材料； 4. 热膨胀系数小：尺寸稳定性好；5.强度高：特别是它的高温强度和抗蠕变性能高于与其成分相似，但不含TiC的合金钢；6.成本低：新材料采用原位合成法应工艺制备。这种工艺方法先进，流程合理，易于实现工业化生产。
东南大学
2021-04-10
高品质特殊钢方圆坯质量控制技术
在方圆坯连铸生产过程中,复合电磁搅拌结晶器电磁搅拌、凝固末端电磁搅拌、二冷动态配水及轻压下综合技术可显菩改善铸坯中心疏松与缩孔、降低中心线偏析和V型偏析,极大的提高铸坯内部质量。
北京科技大学
2021-04-10
一种耐高温的不锈钢连接技术
本发明涉及一种耐高温的不锈钢连接技术，本技术包括步骤：1）取先驱体聚合物，并加入其质量10～30%的填料；之后将它们用超声波混合均匀，制成粘接剂浆料；2）将不锈钢的连接端面抛光，在酒精中清洗干净；将粘接剂浆料涂抹到被连接试样的端面，叠加后放入恒温干燥箱中；3）将恒温干燥箱升至180℃～300℃，保温1～2小时后自然冷却降温至室温；4）将处理过的不锈钢连接件放进氮气炉中，以3～5℃/min的速率升温至800℃～1200℃，保温30分钟～2小时，然后以同样的速率缓慢冷却至室温。本方法是不锈钢的一种新型连接方法，以本法连接的连接件强度高，不仅可用于一般连接件的温度，甚至可以满足一些高温特殊场合的需求。
天津城建大学
2021-04-11
一种钢铸件表面镀锌的新工艺
本发明公开了一种新型钢铸件表面电镀工艺，属于金属表面处理领域。采取新的酸性电镀工艺，实现铸件的快速优质电镀，该工艺具有镀层厚度均匀、镀层光亮度好、镀层与铸件结合力牢固，镀层致密的优点。该工艺具有下列特点：流程简洁、工艺参数易于控制、成本低廉、电镀效果优良。电镀过程中无废水排放，钢铸件在电镀前不需要对钢铸件表面的气孔进行修补，极大地节省了成本。该电镀工艺实际运行过程中，电流密度变化幅度小，电镀后镀层与铸件结合力牢固，镀层光洁度好、镀层均匀。该工艺实现了前处理工艺简洁、成本低廉与电镀效果优异的共赢。
南京工程学院
2021-04-13