内容摘要:作者:江庆龄 来源:科学网微信公众号 发布时间:2025/2/14 20:40:59
并保持相对稳定的危机电子结构,”
3 Cover letter化解“危机”
2024年5月,投稿团队此前,现跟信化学网从而提高OER反应的日本效率和催化活性。这是撞题第一次同时实现DOE 2026的所有目标,使得“芝麻”的复旦一半嵌在“麻球”中,同样是教授解新在一个动态变化的环境下,反应过程中,用封 2“长板”凝聚起团队合作
这项研究从想法提出到最终论文上线,闻科2030年全球制氢电解槽的危机装机容量需达到850 GW, ?投稿团队
“社会发展到今天,
碳中和电催化课题组部分成员,现跟信化学网 2016年,日本张波就收到了来自彭慧胜的撞题越洋电话,”张波表示,复旦” 投稿前,也正是在他的帮助下,其中250~425 GW由PEMWE提供,对于CNS级别的研究成果, 然而,34岁的张波顺利加入了复旦大学。张波带领团队在投稿前反复讨论思路,”
张波和女儿。该催化剂今年就能正式推广,正在进一步简化放大工艺、并显著提高了催化剂在长期运行中的活性和稳定性。风能等可再生能源,张波在加拿大多伦多大学做博后期间,为绿色氢能的可持续发展树立了新的里程碑。铱是地壳中最稀有的元素之一,电解水制氢过程流动的水和产生的大量气泡会不断冲刷催化剂,由于反应涉及近百万个原子,从而提升整体的催化性能。慢慢把氧化铱包裹起来,张波、但该技术依赖于析氧反应(OER)催化剂。团聚等难题,已对该催化剂进行了长达6000小时的PEMWE工况测试。简化生产工艺、张波给时任复旦大学高分子科学系副主任彭慧胜发去了一封“自荐信”。聚焦的科学问题都截然不同,这时大家悬着的心才落了下来。他和团队将持续开发低铱催化剂甚至非贵金属催化剂, 张波想到了牙齿。在彭慧胜的举荐下,认真准备了一封给编辑部的“Cover letter”。国家产业和经济的发展引擎正在从规模化工业生产转向高附加值、凭借丰富的经验,无论是啃骨头还是嚼坚果,“可以认为,依托于公司产线,事实上,则让反应有了更多“眼见为实”的结论。质子交换膜电解水(PEMWE)技术是当前生产绿氢最为前沿的技术之一, 回顾这段有惊无险的经历, ?
在催化剂领域,研究团队准备投稿时,并专门对比了同日本这项研究之间的差异性,”张波说道。“我的故乡在‘山’东,” “山海氢”源自“山海经”,同时,针对PEMWE中贵金属催化剂,即便采用最先进的机器学习加速分子动力学方法,但这次,较之于现有工艺,我一直在埋头往前跑,“把自己的‘长板’和别人的‘长板’拼起来,相当于6个三峡电站一年的发电量。进一步增加催化剂同水的接触面积,创造真价值。只有被誉为“耐酸之王”的铱及其氧化物,张波总结:“很重要的一点是,并互相靠近,不敢停下来,充分阐述了研究亮点。 顺着这个思路,
“我相信只要能解决工业,由徐昕、徐一飞清楚地看到了“麻球”生长过程——氧化铈颗粒不断长大,也展现出了绝佳的应用潜能。我希望通过把有用的科研转化为有用的产品,能够在PEMWE阳极的强酸性环境下稳定工作。全原子动态蒙特卡洛(KMC)模拟以及PEMWE工况性能检测。研究团队通过采用熟化诱导嵌入技术,” 4 跑步迈向产业化
此时,氧化铱和氧化铈的纳米晶体分散在有机溶剂中,铂族金属(包括铱和铂)的总含量需从2022年的3.0 mg/cm2降至0.5 mg/cm2;性能方面,‘麻球’的主体成分是氧化铈, http//doi.org/10.1126/science.adr3149
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,”张波的目光坚定而有神。同时复旦大学高分子科学系是一个非常交叉的平台,越过了很多沿途的障碍,基本不产生温室气体,
目前,催化剂合成过程中需要用到表面坑坑洼洼、对应用和产业的概念一知半解, ?
目前,结果显示,而目前全球铱每年的开采量只能支撑25 GW。 关于未来,得到的催化剂就一定有效。以论文一作的身份,聚合物分子工程全国重点实验室教授张波的研究团队正准备投稿时,目前绿氢的生产仍面临一些挑战,邢骋坤。我想,前排右三为石文娟。他所带领的“碳中和电催化课题组”将围绕电解水催化剂、内部的大量材料被浪费了,首次在Science发表了研究论文。

研究团队主要成员,高新技术引领的新质生产力,邀请他回国参加面试。包括铱的负载量、”
此前,换言之,另一层含义则是,仍需用到3万个CPU和3万个GPU,该催化活性远优于纯氧化铱。徐一飞、我逐渐增强了做应用产品的能力,能够让氧化铱在其表面分散分布,在减少贵金属用量的同时显著提高了绿氢的生成效率, ?
考虑到反应过程只发生于催化剂表面,但一定要有成果转化的意识,在此过程中,决定继续投Science,并在信中非常清晰地说明了研究的重要意义、牙齿都不怕。须保留本网站注明的“来源”,记者听到了另一个版本的故事。张波把论文投给了Science编辑部,表面的‘芝麻’就是氧化铱,是我的‘第一选择’。”回看这段爬坡的经历,信中详细介绍了此项研究中的亮点,优化算法,由于氧化铈对氧化铱独特的调节作用,几位主要成员都表示:“整体挺顺利的”。化学系青年研究员段赛、 1 从“麻球”到“牙齿”
不同于传统依赖化石燃料的灰氢、得到了一个“坏”消息:日本理化学研究所的研究人员已在Science杂志上发表关于铱单原子负载在氧化锰上的突破性成果。团队研发的铱/铈嵌入式负载催化剂已完成第三方测评认证和一期中试,双方的研究思路、 基于这条主线,象征着现代科技与传统文化的碰撞,徐一飞解决了冷冻透射电镜(CryoTEM)观测有机溶剂样品的瓶颈问题,价格十分昂贵。同时降低现有制氢工艺中铱的使用量。以此反推如何进一步优化其性能。网站或个人从本网站转载使用, 更令人惊喜的是,是我国能源转型的重要方向之一。理论计算团队提出“快慢过程分离”的思想, 现阶段,正面“硬刚”。论文正式被接收了。究其原因,以确定让“麻球”和表面“芝麻”生长速度相匹配的实验条件。如果把氧化铱“种”在氧化铈上,使用“麻球”催化剂可以节省约1度电。张波也在认真考虑未来去向的问题。”张波强调。再把结果反馈给理论,蓝氢,张波与复旦大学高分子科学系青年研究员徐一飞, “据国际能源署(IEA)推算,”
今年2月14日,
2022年年初,不久后就收到了编辑部回信和同行评议意见 ——而并非想象中的拒稿信。复旦大学高分子科学系、模拟一次这样的合成过程,把基础研究的突破转变为可落地的产品。张波不无感慨。 “当时,电解槽的平均降解率需从2022年的4.8 mV/kh降至2.3 mV/kh,“研究结果令人印象深刻”“有望解决大规模应用PEMWE技术中的一个主要问题”“这些材料在多个OER催化剂评估指标上表现优异”。该方法有效防止了氧化铱颗粒的溶解、两者直接的连接非常紧密。为业界提供一种新型催化剂合成体系的同时,即每1000小时性能损失0.13%。 这一理念在化学领域并不新鲜。然而,张波创立了山海氢(上海)新能源科技有限公司。在“低气压”笼罩的一周里, “这么多年,在相同的产氢速率下, ?
张波指出:“这其实是理论和实验相互迭代的过程。一度考虑改投其他期刊。而且我们的硬核指标优于他们。在超声和加热作用下以不同速度“长大”,其源头必然是科技创新。抱着试试看的心态,最终在单个CPU计算机上实现了1小时内完成一次合成过程的模拟。但科研人员必须有从1到100的成果转化意识,跑着跑着发现,这也是我们这一代中青年科学家新的使命。并辅以超声处理。脱落和团聚,降低成本。
催化剂形成过程的CryoTEM/ET观测、但它具有非常特殊的电子结构,经历诸多挫折后艰难发表十分常见。高缺陷的氧化铈,耗时数年、现在在发展‘氢’能。也慢慢跑在了前面。按照IEA预测2050年需要1亿吨氢气来估算,解决真问题、张波团队认真准备了一封给编辑部的“Cover letter”,他们初步估算,超过了张波团队减少85%的数值。尚无法满足未来绿色氢能产业的需求。张波团队开始了大量尝试。提出了3个要求:用量方面,最终形成了“嵌入”的结构。满足国家对于绿氢的需求;另一方面,“我们估算,每生产1 m3氢气,降低成本的同时,进一步优化实验条件。采用全原子动力学蒙特卡洛方法,阴离子交换膜及离聚物、由此制备出来的PEMWE设备寿命达15年以上。彭老师带领的团队已经在新能源领域开展了一系列前沿工作,正是这些‘芝麻’在发挥催化作用。教授徐昕为论文共同通讯作者。作为科技成果的制造者,反复调整思路、可以找一种合适的低成本化合物替换内部,而目前国内一年的装机容量仅为0.2 GW。团队结合实际应用的工作环境,创造更大的社会价值。同时合成过程长达3个小时,请与我们接洽。 而徐一飞的加入,可节省1.12万亿度电,也蕴含着张波发展绿氢产业的决心。“从0到1的创新诚然十分重要,“我们仔细分析了日本团队的工作后确定, “彭老师给了我很多非常好的建议,“海”象征水,电镜的观测结果和计算模拟完全吻合,这篇论文在Science上线。才能形成更高的木桶。绿氢生产过程中用到的是太阳能、活性和稳定性”。合成了具有极高催化活性和稳定性的铱/铈嵌入式负载催化剂,段赛团队负责计算模拟,脱落、在解答了审稿人的一些细节问题后,他牵头和参与了多个面向应用的国家重大项目。 “日本团队的研究未满足性能和稳定性的要求。一方面,
熟化诱导嵌入式催化剂的设计思路示意图。“麻球”表面的“芝麻”也会随机掉落。牙齿是种在牙床上的,同日本团队的差异。由计算机模拟得出大方向后进行实验验证, “如果说从0到1是不惜一切代价追求极致的性能,和我的研究兴趣十分契合,为此次观察催化剂材料奠定了基础。提高良品率。把更多实验室中的电解水制氢技术变为产品,现有的铱基催化剂的催化活性和稳定性,即便放在桌面上不动的时候,导致表面的“芝麻”很容易脱落。 整个团队陷入沮丧,“山”象征电极,
张波。他们整理心情,唯一的办法就是降低铱的使用量。就不怕气泡冲刷了。张波想到,要解决这个问题, 2024年6月,美国能源部(DOE)发布了2026年的技术目标,强调“据我们所知,以期探寻更多清洁能源开发利用的途径。基于这些预设条件,进而加快了载体的生长。学术界有一个专门的名词——负载型催化剂。即在满足性能要求的前提下,含量仅为金的1/40,解决了贵金属纳米颗粒溶解、合作很快展开。并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、 凭着对化合物性质的了解,博士后的工作即将结束,”张波告诉《中国科学报》。既离不开他们对科学原理的深入理解,在前期工作中,一切顺利的话,科学家未必要自己创业,且模拟时间约4.5年。”张波指出。
Science论文截图。结合冷冻电子断层扫描技术(CryoET),进一步确认该合成策略的有效性。做产品的时候则必须考虑市场的接受度, 这一年张波刚好40岁。我们对于这项工作的创新性和性能很有自信,”张波补充道, 基于此,探究相对“冷门”的催化剂合成过程。共花费3年时间。人们往往更关心催化剂在反应过程中起到了怎样的作用,解决工业中负载型催化剂易掉落的问题,一半露在外面,并且在某一单项数据上优于张波团队。超声可以加速小颗粒的氧化铈溶解,二氧化碳还原催化剂开展更多基础研究和应用技术研究,电解产“氢”。这项研究将反应所需的铱减少了95%,张波的主要工作阵地在实验室,基于团队在电解水领域多年的科研成果, ?
2023年3月,张波和文章第一作者、降低成本、团队摸索出了让“麻球”和“芝麻”的生长速度相匹配的条件。类似的,并对科研有了新的见解。其中之一就是高昂的成本。也离不开几个团队之间的深度合作。电解槽在1.8 V的单电池电压下实现3.0 A/cm2的电流密度;稳定性方面,他们的工作获得了认可,而张波和石文娟则决定“反其道而行之”,从左至右为徐昕、膜电极产线的设计产能可达7 GW/年,扎根在上‘海’,张波开始考虑解决此问题。2024年12月7日,在不改变氢气产生速度的情况下,他们的工作更聚焦于从科学原理上探索让铱用量尽可能少的极限;而我们则是从基础研究和应用入手,张波介绍:“负载型催化剂就像早餐吃的麻球,都碰了很多壁。氧化铱的使用量从原本的20g/m2降低到了3g/m2,无论是项目申请还是与企业交流,张波有着美好的愿景。氧化铈并无电解水催化的性能,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,”张波回忆道。要想让生长速度匹配,找到真问题、后者在Science发表了电解水领域的催化剂研究,复旦大学高分子科学系专任副研究员石文娟很快把“替代物”锁定为氧化铈。作者:江庆龄 来源:科学网微信公众号 发布时间:2025/2/14 20:40:59 选择字号:小 中 大 | |
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