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制“氧”有道!研究人员开发出一种新的廉价催化剂,可快速从水中分解氧气
将水分子分解以产生氧气的电化学反应是多种方法的核心,这些方法旨在生产用于运输的替代燃料。但是这种反应必须通过催化剂材料来促进,而目前的版本需要使用稀有和昂贵的元素,如铱,限制了这种燃料生产的潜力。 现在,麻省理工学院和其他地方的研究人员已经开发出一种全新的催化剂材料,称为金属氢氧化物-有机骨架 (MHOF),它由廉价且丰富的成分制成。该材料系列使工程师能够根据特定化学过程的需要精确调整催化剂的结构和成分,然后它可以匹配或超过传统、更昂贵的催化剂的性能。 这些发现发表在《自然材料》杂志上,由麻省理工学院博士后袁帅、研究生彭佳宇、杨绍霍恩教授、尤里·罗曼-莱什科夫教授和其他 9 人撰写。 说明:插图描绘了一个电化学反应,在团队的金属氢氧化物有机框架结构内发生了一个电化学反应,将水分子(左侧,红色的氧原子和白色的两个氢原子)分解成氧分子(右侧),如图所示作为顶部和底2245
2022/03/01
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尼龙66背后藏着一个大产业:曾被己二腈卡住脖子,国内巨头百亿布局迎市场红利期
尼龙丝究竟能用来干什么? 这是鹤壁一家名叫“中维化纤股份有限公司”(简称“中维化纤”)的企业每天都在思考的问题。自2015年通过豫沪产业转移项目落地鹤壁以来,他们的工作重点,就是探索尼龙66在千行百业应用的可能性。 这家企业还在哪些领域摸索出了尼龙66的应用场景? 1、尼龙66制成的产品丰富多样 走进中维化纤的产品展示区,尼龙66制成的产品丰富多样,有序陈列着:安全气囊、新能源汽车锂电池的外壳、高铁专用轨距挡板、箱包、足球,甚至汽车后备厢的开关…… 中维化纤副总经理王海伦介绍,中维化纤由上海摩资投资有限公司投资控股,主营尼龙66特种工业长丝、尼龙66工业短纤、特种改性工程塑料等系列产品,目前是国内唯一生产尼龙66安全气囊丝的民营企业。 其生产的尼龙66超细旦工业丝、尼龙66工业短纤产品填补了国内空白;尼龙66高强色纱填1335
2022/02/24
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海菠萝壳+血液废物=金属空气电池催化剂!新发现将推助力下一代能源设备
海菠萝是一种可食用的海鞘,在日本是一种美味佳肴,东北地区以其海菠萝生产而闻名,在日本被称为霍亚。现在,一个研究小组发现了每年被丢弃的海菠萝壳的新用途。 在 Hiroshi Yabu 教授的带领下,该团队证明了海菠萝壳中纤维素纳米纤维的碳化可以制备高质量的碳,当与畜牧业的血液废物混合时,具有与稀有金属相似的电性能。 该发现有望应用于下一代能源设备,如燃料电池、金属空气电池,并显示出作为水电解系统电催化剂的潜力。 用海菠萝壳纤维素纳米纤维和干血粉制造催化剂。图片来源:东北大学 氧还原反应对于能源设备至关重要。这些设备中的阴极通常使用铂和氧化铱作为电催化剂,但这些都是稀土材料,因此价格昂贵。 科学家们已经探索了替代碳源,但这些碳源涉及大量的 CO 2排放。Yabu 和他的团队已经证明,这个过程既可持续又不含金属。 牲畜血液中1702
2022/02/21
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生物洗发水和植物保护剂会对环境产生有害影响 把它们装入微凝胶“容器”就不会了
通过对可持续的、新开发的化学品和产品进行早期评估,可以评估在产品级联的后期释放有毒物质的潜在风险。这一点在法兰克福歌德大学和亚琛RWTH大学联合进行的一项概念验证研究中得到了揭示。在研究过程中,使用计算机建模和实验室实验相结合的方法,分析了可持续生物表面活性剂(可能应用于生物洗发水等)的毒性,以及一种新的植物保护剂经济部署技术的毒性。这项研究是从生态毒理学角度实现安全生物经济的第一步,它使用可持续的资源和过程来显著减轻环境负担。 地球上的自然资源正在短缺,但同时它们也是我们繁荣和发展的基础。欧盟打算借助其修订后的生物经济战略来克服这一困境。经济将以可再生材料为基础,而不是依赖化石材料。这些包括植物、木材、微生物和藻类。在某个时间点上,一切都将在闭环中被发现,然而,循环生物经济的实施需要化学品制造的转变。它们还必须由生物材料而不是原油生产。基于这些要求,美国化学家保罗·阿纳斯塔斯和1857
2022/02/17
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受蝴蝶启发,研究人员3D打印彩色纳米结构,持续时间更长且不会褪色
苏黎世联邦理工学院的研究人员通过 3D 打印某些受蝴蝶启发的纳米结构创造了人工色素。这个原理以后可以用来制作彩屏。 对于他们的新技术,生物化学工程教授 Andrew deMello 小组的科学家从蝴蝶中汲取了灵感。原产于热带非洲的 Cynandra opis 物种的翅膀饰有绚丽的色彩。这些是由可见光波长范围内极其复杂的规则表面结构产生的。通过偏转光线,这些结构可以放大或抵消光的各个颜色分量。在 deMello 的带领下,研究人员使用纳米 3D 打印技术成功复制了 Cynandra opis 的表面结构以及其他改性结构。通过这种方式,他们创造了一种易于使用的原理,用于生产产生结构颜色的结构。 自然界中有许多这种结构着色的例子,包括不规则的表面结构——例如,在其他蝴蝶物种中发现的。“然而,Cynandra opis 翅膀上的规则纳米结构特别适合使用 3D 打印进行重建,”d823
2022/02/14
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石墨烯为电子束加速器穿上一层 “原子装甲” 稳定加速器性能
保护性涂层在日常生活中的许多东西都很常见,这些东西的使用量很大。我们在木地板上涂抹面漆,在汽车的油漆上涂抹特富龙,甚至在医疗设备上使用钻石涂层。保护性涂层在许多要求严格的研究和工业应用中也是必不可少的。 现在,洛斯阿拉莫斯国家实验室的研究人员已经为下一代电子束加速器设备开发并测试了一种原子级薄的石墨烯涂层,成功证明了 "原子装甲 "在一系列应用中的潜力。 实验室Sigma-2小组的成员Hisato Yamaguchi说:"加速器是解决人类面临的一些重大挑战的重要工具。这些挑战包括对可持续能源的追求,计算能力的持续扩展,病原体的检测和缓解,以及对生命构件的结构和动态的研究。而这些挑战都需要有能力在电子运动的前沿时间尺度和原子键的空间尺度上访问、观察和控制物质。" 光阴极的挑战 目前的电子束加速器通常使用热离子发射--加热材料以释放电子。下一代加速器将从1444
2022/02/10
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化工分离提纯过程节能关键技术通过鉴定
1月18日,北京化工大学教授李群生团队完成的“碳中和背景下的化工分离提纯过程节能关键技术及工业应用”通过了中国化工学会在北京组织的科技成果鉴定。 经质询和讨论,鉴定委员会形成鉴定意见并一致认为,该成果具有自主知识产权,创新性强,总体达到了国际先进水平。其中精馏—结晶(萃取、膜分离等)组合分离、“MEU”节能网络模型等关键技术达到了国际领先水平,显著促进了碳中和目标的实现与化工行业绿色发展,推动了相关行业科技进步和产业转型升级,建议进一步大规模推广应用。 图为科技成果鉴定会现场。 据了解,精馏是化工领域中最为成熟,应用最为广泛且必不可少的单元操作,同时也是工业过程中能耗和设备投资相当高的环节,在炼油、石化等行业中,能耗可占到全过程总能耗的一半以上。因此,对精馏过程节能技术的研究具有极其重要的意义。 据李群生教授介绍,该项目开发了精馏-结晶(865
2022/01/25
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成本更低的新型催化剂 有望替代绿氢生产中的贵金属
气候危机要求加大对太阳能和风能等可再生能源的使用,但由于其间歇性的可用性,可扩展的能源储存是一个挑战。 氢气--特别是无碳的绿色氢气--已经成为太阳能和风能等可再生能源的一种有前途的清洁能源载体和存储选择。它不会向大气层增加碳排放,但目前制造成本高且复杂。 生产绿色氢气的一种方法是电化学水分离。这个过程包括在催化剂(反应增强物质)存在的情况下,让电通过水来产生氢气和氧气。 佐治亚理工学院和佐治亚理工学院(GTRI)的研究人员已经开发出一种新的水分离工艺和材料,最大限度地提高了生产绿色氢气的效率,使其成为那些希望转换为绿色氢气用于可再生能源储存,而不是从天然气中生产传统的碳排放氢气的工业合作伙伴可以负担得起和容易获得的选择。 气候专家们一致认为,氢气对于世界顶级工业部门实现其净零排放目标至关重要。去年夏天,拜登政府制定了一个目标,在十年内将清洁氢气的成792
2022/01/21
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低温脱硝催化剂的需求逐渐扩大 KIST研发的新型催化剂可以将氮氧化物还原成水和氮
最近,对能够在低温下处理氮氧化物(NOx)的脱硝催化剂的需求越来越大,以便在处理工业燃烧设施的烟气时提高能源效率。氮氧化物是在化石燃料燃烧过程中排放的,是通过化学反应在大气中形成的超细粒子(UFP)的主要原因。 然而,现有的催化剂有一个问题,即当烟气中的硫与还原剂氨在低温(<250摄氏度)下发生反应时,由于硫酸铵的形成而导致催化剂活性点中毒,从而降低了催化剂的耐久性。为了解决这个问题,研究试图削弱催化剂表面的氧化硫的氧化能力,或通过限制硫化合物的反应性来延迟中毒,然而,这些解决方案不能提高对硫的耐久性。 在韩国科学技术院(KIST)下属的极端材料研究中心,由Kwon, Dong Wook博士和Ha, Heon Phil博士组成的研究小组宣布开发出一种用于选择性催化还原(SCR)的高耐用性低温催化剂材料,它可以将氮氧化物还原成水和氮,对环境和人体无害。 该1881
2022/01/19
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氢能源VS氨能源究竟究竟孰高孰低?氨能源凭啥动摇氢能“一哥”位置
原本将氢能作为“王牌”的日本政府,正引入氨能,希望将发电厂和船舶的燃料替换成氨,凭借燃烧技术突破,以更低的成本实现碳中和。在2021年10月发布的第六版能源战略计划中,日本政府首次引入氨能,提出到2030年,利用氢和氨所生产出的电能将占日本能源消耗的1%。 《能源战略计划》是日本政府根据2002年6月生效的《能源政策基本法》制定的政策,此后日本政府持续发布此文件的更新版本,披露其能源政策的方向。在2018年发布的第五版能源战略计划中,日本政府提出,将氢能打造成日本的“王牌”,当时并未提及氨能。第六版计划中提到的2030年1%目标,主要是指在发电领域,将氢和氨用作燃料,与天然气或煤粉等混烧发电。日本政府于2020年10月宣布,2050年实现碳中和。第六版计划中提到,为了实现这个目标,占排放量80%的能源部门必须努力改变,火电厂要优先使用零碳的氢、氨燃料替代煤炭等化石燃料。 3076
2022/01/13
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