高温固体氧化物电解水制氢技术

高温水蒸气电解制氢是解决大规模氢源问题的潜在途径之一。高温固体氧化物电解池（SOEC）可以利用各种可再生能源以及先进核能提供的热能和电能,在高温下将水蒸气高效电解为氢气和氧气。SOEC结合先进核能可以实现高达50％的热氢转化效率,已经成为近年来能源领域的一个研究热点。本文较详细介绍了SOEC的原理、分类、组成材料和特点,综述了SOEC制氢的发展现状、关键材料和核心技术,展望了SOEC在先进能源技术领域的应用前景。     

高温固体氧化物电解制氢技术发展现状与展望

固体氧化物电解池是一种先进的能量转换装置,具有高效、简单、灵活、环境友好等特点,是目前国际能源领域的研究热点. 本文对高温固体氧化物电解制氢技术的基本原理、关键材料、系统组成、发展历程及国内外研究现状等进行了总结和分析,小结了该技术发展面临的主要挑战,简述了清华大学在高温固体氧化物电解领域近期的研究进展,并对其未来应用前景进行了展望.     

阴极支撑Ni-YSZ/YSZ/LSM-YSZ固体氧化物电解池制氢性能研究

利用固体氧化物电解池(Solid oxide electrolysis cell,SOEC)在高温下电解水蒸气制氢,被认为是未来的大规模制氢方法之一.本文采用干压法和丝网印刷法制备了SOEC,考察了氢电极气氛和工作温度对SOEC电解性能的影响,测试了SOEC的稳定性.实验结果表明:氢电极进气中适宜的水蒸气含量为70%～80%;电解池在800,850和900℃,1.50 V的产氢速率分别为89,163和243 N·ml·cm-2·h-1;在900℃以0.33 A·cm-2恒流电解2 h,电解电压的稳定值为0.98 V,并且电解池运行稳定,无明显衰减.阻抗谱解析表明,电极过程是整个电解池电极反应的速度控制步骤.     

固体氧化物燃料电池阳极材料研究及其在高温水电解制氢方面的应用

本文综述了固体氧化物燃料电池阳极材料的研究现状和进展。详细地介绍了国内外固体氧化物燃料电池阳极材料的制备、改性、微观结构与性能关系以及阳极反应动力学机理,并对各种材料适用的条件和优缺点进行了比较。对阳极材料在高温电解制氢领域阴极上的应用前景进行了展望。     

氧离子传导型固体氧化物电解池燃料电极的研究进展

固体氧化物电解池可高效地电解H₂O/CO₂制备燃料,越来越受到人们的重视. 本文对近年来在燃料电极（阴极）材料方面的研究进展进行了全面综述,指出各种阴极材料的优缺点及发展趋势,强调亟待解决的关键科学与技术问题.     

单体固体氧化物电解池极化损失分析及阴极微结构优化

基于高温固体氧化物电解池(SOEC)的高温蒸汽电解(HTSE)制氢技术作为一种非常有前景的大规模核能制氢新方法, 受到国际上的迅速关注. 但如何控制电解模式下的极化能量损失和性能衰减是HTSE实用化的关键. 本文通过在线电化学阻抗测试技术, 研究了实际运行状态下的单体固体氧化物池(SOC)在电池模式和电解模式下的极化阻抗分布, 阐述了SOEC与高温固体氧化物燃料电池(SOFC)的差异, 确定了SOEC氢电极支撑层水蒸气扩散过程极化损失大是制约电解池制氢性能提高的主要因素. 在此基础上, 采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)造孔剂对氢电极支撑层的微观结构进行了调整和优化. 微结构优化后, 氢电极材料的孔隙率提高了50%, 孔隙为规则圆形, 分布均匀, 更利于气体扩散; 电解电压1.3 V时, 单位面积产氢率高达328.1 mL·cm^-2·h^-1(标准态), 为改进前电解池的2倍, 实现50 h以上连续稳定性运行. 研究成果可为HTSE的实际应用提供一定的理论数据和技术基础.     

高温固体氧化物电解池钙钛矿型氧电极材料Ba_xSr_(1-x)Co_(0.8)Fe_(0.2)O_(3-δ)结构计算与性能研究

研究和开发高性能的钙钛矿型混合电导氧化物是目前高温固体氧化物电解池(SOEC)氧电极材料研究的热点.选择BaxSr1-xCo0.8Fe0.2O3-δ系列材料,通过对材料的容差因子、关口半径、晶格自由体积等计算,以及对平均键能、B位离子的变价能力、催化活性等方面的分析,确定了A位最佳配比.对优化出的Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ材料的电化学性能进行了研究,并与自制的La0.2Sr0.8MnO3(LSM)氧电极材料进行了比较.结果表明:850℃下阳极极化阻抗(ASR)仅为0.07Ωcm2,远低于LSM;将其应用于SOEC氧电极进行高温电解制氢试验,产氢速率为相同条件下LSM的2.3倍,说明将Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3-δ用作SOEC阳极材料具有很好的应用前景.     

高温固体氧化物燃料电池（SOFC）进展

固体氧化物燃料电池(SOFC) 采用的是全固体的电池结构, 不存在液体电解质带来的腐蚀和流失等问题, 而且具有燃料适应性广等突出优点, 近几年发展非常迅速, 已经展示出作为集中或分散发电新技术的前景。本文较详细地介绍了固体氧化物燃料电池的特点、工作原理和关键电池材料的研制, 并全面阐述了国内外发展现状和发展趋势。     

高温共电解H2O/CO2制备清洁燃料

高温共电解(high temperature co-electrolysis,HTCE)H2O和CO2技术是一种很有前景的清洁燃料制备和CO2减排新技术。该技术可利用可再生能源或核能提供的电能和高温热,通过高温固体氧化物电解池(solid oxide electrolysis cell,SOEC)将H2O和CO2共电解生产合成气(H2+CO),再将制备的合成气用于生产各种液态碳氢燃料。本文详细介绍了利用高温固体氧化物电解池共电解H2O和CO2制备合成燃料的基本原理、发展历程和目前世界各国的研究进展,对该技术的优势和特点进行了分析,并对该技术在关键材料、反应机理等方面存在的问题进行了总结和讨论,最后对其在新能源技术领域的应用前景作了展望。     

镍高度分散在铁基钙钛矿用于高温固体氧化物电解池阴极的CO2电催化还原研究(英文)

利用太阳能、风能等可再生清洁电能将CO₂催化转化为高附加值化学品或燃料,在CO₂转化和可再生电能存储方面表现出极具潜力的应用前景.高温固体氧化物电解池(SOEC)可将CO₂电催化还原为CO,具有能量效率高、成本低等优点.目前,钙钛矿氧化物已被广泛应用于SOEC电解CO₂的阴极材料,但存在电极催化活性低等问题,因而限制其规模化发展和应用.通常采用浸渍、原位溶出或掺杂等策略引入大量活性中心以提升钙钛矿氧化物电极性能.然而,这些策略仍然面临一些挑战,如浸渍法易引入大颗粒物种而堵塞气体传输通道,原位溶出法能耗较大且析出量较少,掺杂法调控活性幅度有限.因此,发展新型简便方法以合理构建具有高度分散活性位点的阴极材料,可有效拓展电化学三相反应界面,进而加快SOEC高温电解CO₂的电极动力学速率.本文采用机械研磨法将1.0%NiO高度分散于La_0.8Sr_0.2Fe0_3-δ-Ce_0.8Sm_0.2     

燃料电池用填孔型质子交换膜

填孔型质子交换膜是一种将电解质填充到多孔的基底膜中形成的新型质子交换膜。与传统的全氟磺酸膜相比,填孔型质子交换膜具有不溶胀、甲醇渗透率低、质子传导率高、价格低廉以及材料选择范围广等优点。本文介绍了分别以聚合物多孔膜,有机/无机多孔膜和无机多孔膜为基底的三种填孔型质子交换膜的研究现状,并对质子交换膜的发展方向和趋势进行了预测。     

癌症与病毒早期诊断的生物传感技术

本文对癌症与病毒早期诊断的生物传感技术进行了探讨, 展望了用于检测DNA、病毒、生物标志物的薄膜生物传感器的研究和应用前景。     

CO2和环氧乙烷直接制备碳酸乙烯酯的研究进展

本文综述了利用CO₂和环氧乙烷（EO）直接催化合成碳酸乙烯酯（EC）的研究进展，详细讨论了各种催化剂活化EO和CO₂，完成环加成反应的催化机理，并展望了该领域的研究前景。     

点击化学——释义与目标

化学,是一种致力于使功能与形式紧密结合于其中的构造艺术尝试.正因为分子的功能是最重要的,从药物的发现到新塑料、香水、染料等的发明,创造新的功能一直是化学所有努力的目标.     

静态顶空气相色谱技术

本文介绍了一种以顶空取样结合气相色谱分析的静态顶空气相色谱技术。重点是介绍在静态顶空气相色谱测定中的各种顶空分析技术,包括常规、全挥发、基于化学反应的相转化、会发性示踪剂术,以及用于研究化学动力学多次顶空抽提气相色谱技术。本文还例举了一些顶空气相色谱技术的特殊应用。     

液相法合成空心无机微纳米结构的研究

空心无机微纳米结构由于其低密度、高比表面积、单分散性和高稳定性等特征,以及其空心部分能容纳其它材料,可以产生一些奇特的基于微观“包裹”效应的性质,使得空心微纳米结构在微尺度反应器、药物传输载、光子晶体、催化剂和能量存储等诸多技术领域都有重要的应用,已成为当前纳米材料科学领域的前沿和热点。本文从空心无机微纳米结构的液相合成、表征和物性研究等方面,结合今年来国内外的最新进展对这一新兴领域作一概述。     

过渡金属催化的羰基化合物及含酸性氢化合物的α-芳基化反应

对钯等过渡金属催化的羰基化合物及含酸性氢化合物的α-芳基化反应的研究进展进行了论述。随着大位阻、富电子烷基膦和氮杂环卡宾(NHC)为配体的催化体系的出现,该类反应的底物已从酮扩展到醛、酯、酰胺以及含酸性氢的化合物如丙二酸酯、硝基化合物、腈、砜等。     

阿尔茨海默病分子机理的离子通道假说

虽然有许多证据表明Aβ多肽在阿尔茨海默病的发病机理中起着重要作用,但是其毒理机制还未证实。离子通道假说认为聚集在病人脑斑中的Aβ通过形成离子通道来破坏或杀死神经细胞,通道的形成以及钙稳态的破坏是Aβ毒性的分子机制。本文综述Aβ多肽神经毒性的通道假说,重点介绍了铜、锌离子在阿尔茨海默病形成中所起的中心作用。     

生物化学工程述评

生物技术和生物医学近10年来的迅速发展,为化学专家提供了大量的新技术和机会。在与人类健康有关的重要领域,已能设计和制造人造脏器、诊断试剂以及治疗药物;在农业上,能够制造兽药、培养植物细胞、利用基因工程和细胞工程技术获得抗病毒、抗虫、     

锑(Ⅲ)配合物的合成及其空间立体化学

含锑(Ⅲ)配合物涉及到许多化学及生物化学的过程,特别是它的一些配合物具有一定的抗癌、杀菌等生物功能,其空间结构的多样性也一直吸引着人们的注意力。本文按照O供电子配体,含N供电子配体和含S供电子配体分类,系统地综述了各类锑(Ⅲ)配合物的合成方法及表征手段,介绍了锑(Ⅲ)配合物的分子结构及其晶体学参数和配位环境中孤电子对空间化学活性,展望了锑的生物无机配合物的合成与应用前景。