中船重工718所甲醇制氢设备成功供货海外

中船重工718所甲醇制氢设备成功供货海外

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利用这一杂化系统，所设备研究表示人工光合成高价值化学品（丁醇/己醇）可能达到几万吨每年的产量，已经接近工业化规模水平。甲醇引言二氧化碳通过电解转化成有使用价值的化学品一直是研究人员关注的科研领域。

而在基础研究领域，成功仅在2019年就有超过600篇论文涉及到了相关催化剂的优化改良。图9 邻二氮杂菲掺杂ZIF-8的结构及其表征[9]例如南洋理工大学的王昕（通讯作者）课题组[9]就报道了一种配体掺杂策略，供货可以大幅提高MOF材料的二氧化碳电还原的催化活性。由此带来的结果是，海外活性位点附近的气体反应物、离子和电子大幅增加，反应界面由亚微米尺度提升到了几个毫米水平。

根据计算，中船重工制氢这一两步策略的多碳产物（C2和C3）累计法拉第效率可以达到62%。而在分析第二个电解槽时，所设备作者假定供应第一步的二氧化碳不会全部转化成一氧化碳，即第一步的产物气体是一氧化碳/二氧化碳的混合气。

然而，甲醇以往的两步法研究大多关注催化剂的活性，其在团组（batch）型电池配置中发生的电还原过程，常会因一氧化碳的低溶解性而造成质量传输限制。

这一电流密度是迄今为止在二氧化碳生产C2化学品过程中观测到的最高值，成功已经可以完全满足工业规模相关的应用需求。图4.富本征缺陷碳材料促进对多硫化物的吸附和催化转化鉴于在相关领域取得的成果，供货新型碳材料团队应邀在国际顶级学术期刊Cell姊妹刊Matter上发表题为LaserIrradiationofElectrodeMaterialsforEnergyStorageandConversion综述文章（图5）。

海外此结果是已有报道的常温常压下H2O2光催化体系中选择性氧化甲烷制备甲酸的最高活性。此外，中船重工制氢杂多酸团簇颗粒结构高度可调，易于实现赝电容特性。

针对这一难题，所设备新型碳材料团队开发了新型的FeNx/C碳基光催化剂，所设备通过调控内部FeNx的自旋态和Fe/Fe3C的含量，在常温常压下实现高达18%的甲烷转化率，液体产物选择性达到96%，其中主要产物甲酸产率可达4659μmol·gcat-1，选择性高达90%（图1）。电解水制氢技术是氢循环的关键环节，甲醇但常见电催化剂缓慢的载流子传输过程使得电解水制氢的效率低，难以满足应用需求。