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铁基硫化物形貌与电子结构调控及催化电解水研究进展

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中国科学:化学 2025年第3期55卷 612-635页

作者：宋鹏飞徐唯嘉李欣悦滕思雨黄国庆卜秀斌杨春才沈阳师范大学化学化工学院能源与环境催化研究所

面对日益严重的环境污染和传统化石燃料的枯竭,寻找可再生、清洁的能源变得刻不容缓.电解水作为一种资源丰富、流程简单且零碳排放的技术,被视为制备无碳氢气最具前景的方法之一.电解水制氢的关键在于降低析氢反应和析氧反应所需的过电... 详细信息

面对日益严重的环境污染和传统化石燃料的枯竭,寻找可再生、清洁的能源变得刻不容缓.电解水作为一种资源丰富、流程简单且零碳排放的技术,被视为制备无碳氢气最具前景的方法之一.电解水制氢的关键在于降低析氢反应和析氧反应所需的过电位.现今,非贵金属材料作为电解水催化剂得到了广泛研究.其中,铁基硫化物因其较高的元素储量和与氢化酶活性相似的结构,被视为十分具有潜力的电解水催化剂.近年来,科研人员主要通过构筑纳米结构、元素掺杂、界面工程等策略来提升铁基硫化物的催化活性.在此,本文系统地综述了近年来铁基硫化物作为电解水催化剂的研究进展,并详细地阐述了催化剂形貌设计及电子结构调控与活性间的构效关系.最后,本文指出铁基硫化物在实际应用中面临的挑战及未来发展方向.

关键词：电解水析氢反应析氧反应铁基硫化物形貌设计电子结构

铁基硫化物形貌与电子结构调控及催化电解水研究进展

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中国科学:化学 2025年

作者：宋鹏飞徐唯嘉李欣悦滕思雨黄国庆卜秀斌杨春才沈阳师范大学化学化工学院能源与环境催化研究所

关键词：电解水析氢反应析氧反应铁基硫化物形貌设计电子结构

生物质化学链气化原位补氢制H2/CO比可控合成气

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化工学报 2025年

作者：吴天灏叶霆威林延黄振中国科学技术大学能源科学与技术学院中国科学院广州能源研究所

本研究提出了通过生物质化学链气化（biomass chemical looping gasification， BCLG）耦合水蒸气化学链重整制氢（chemical looping reforming hydrogen production， CLRHP）一种生物质化学链气化原位补氢（BCLG-CLRHP）制备H2/CO比可控合成气的新型技术。以NiFe2O4(ZrO2)为载氧体，在反应温度为900℃，晶格氧/生物质（OC/B）质量比为0.5时合成气产率最高，为0.61（L/g生物质）。在BCLG过程中，蒸汽/生物质（S/B）质量比为0.24时，生物质碳转化率为92%，载氧体还原程度较高且BCLG过程产生的合成气中H2/CO比达1，表明水蒸汽的添加显著提高了生物质碳转化率和合成气中的H2/CO比。在CLRHP过程中调控水蒸气含量，可以制备高浓度H2，同时整合BCLG与CLRHP过程产生的气体，可获得H2/CO比达2.2，CO2/CO比为0.67的清洁合成气。在15次循环实验后，BCLG-CLRHP过程制备的合成气中H2/CO为～1.8，CO2/CO比为～0.71。所提出的方法可以潜在地应用于提供具有H2/CO比为（1～2.2）的清洁合成气，用于各种合成过程，例如费托合成、乙酸和羰基合成。

关键词：生物质合成气化学链气化原位补氢 H /CO比可控制氢

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Pt-Ni@C催化剂催化纤维素水相制乙醇

燃料化学学报(中英文) 2025年

作者：卢霄李宙文赵莉张学伟赵广迈金开欣李万澎王海永张大雷王晨光沈阳航空航天大学中国科学院广州能源研究所广东中烟工业有限责任公司辽宁省能源研究所

使用沉积沉淀法制备了一系列不同Pt/Ni@C质量比的Pt-Ni@C催化剂，以纤维素加氢还原制备乙醇作为探针反应测试不同负载量的Pt对纤维素催化加氢反应性能的影响，进一步研究催化剂的活性中心结构及构效关系。结果表明，Pt/Ni@C催化剂在200... 详细信息

使用沉积沉淀法制备了一系列不同Pt/Ni@C质量比的Pt-Ni@C催化剂，以纤维素加氢还原制备乙醇作为探针反应测试不同负载量的Pt对纤维素催化加氢反应性能的影响，进一步研究催化剂的活性中心结构及构效关系。结果表明，Pt/Ni@C催化剂在200℃，5.5 MPa的H2环境下实现了高浓度纤维素的完全转化，当纤维素浓度达到50 g/L，乙醇产率为31%，乙醇浓度达到13.3g/L。采用XRD、XPS、TEM、拉曼等表征手段对催化剂的结构、Pt物种价态、碳的有序度以及微观结构等进行了研究。催化剂被碳层包裹的Ni原子通过和表面碳层之间电子迁移作用使碳层呈现富电子状态，Pt-Ni@C的电子负表面有效地分裂了反应中间体的C-O和C-C键。相较于一般的碳基催化剂，负载少量的Pt后催化剂表面的活性位点进一步增多，单质Pt促进了氢气的吸附活化，协同富电子表面和微量的磷酸使Pt-Ni@C具有优异的催化活性。

关键词：乙醇碳基金属催化剂水相体系纤维素

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波能装置有功功率补偿能量趋中管理策略

新能源进展 2025年第01期 69-76页

作者：吴宏远邹国惠裴星宇王哲高东照王坤林广东电网有限责任公司珠海供电局中国科学院广州能源研究所中国科学院大学中国科学技术大学能源科学与技术学院

有功功率补偿装置解决了波能装置液压自治控制模式下发电机组在启动或停止时产生的输出功率脉动问题，但是存在其蓄能系统过充或过放问题。为了减小电池容量，维持电池随时具备大功率充放电能力，提出一种蓄能系统小容量配置方法和划分... 详细信息

有功功率补偿装置解决了波能装置液压自治控制模式下发电机组在启动或停止时产生的输出功率脉动问题，但是存在其蓄能系统过充或过放问题。为了减小电池容量，维持电池随时具备大功率充放电能力，提出一种蓄能系统小容量配置方法和划分区间能量趋中管理策略。根据液压发电系统的特点及有功功率补偿装置工作原理，以平抑机组最大脉动功率为基准，最小容量为目标配备蓄能系统。对蓄能系统荷电状态和电压划分区间，确定趋中功率，实现蓄能系统荷电状态自动回调趋中，随时具备吸收和补偿能力，避免过充或过放。建立了液压发电机组并网功率脉动平抑仿真模型，仿真结果表明能量趋中管理策略可以长期保持蓄能系统工作在合理区，验证了划分区间能量趋中管理策略的合理性。

关键词：波能装置液压蓄能有功功率补偿荷电状态平抑

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Mn基低温脱硝催化剂性能优化研究进展

工程科学学报 2025年第1期47卷 142-157页

作者：许芸邬博宇庄柯张乾徐静馨张深根朱法华张柏林国家能源集团科学技术研究院有限公司低碳智能燃煤发电与超净排放全国重点实验室南京210023 北京科技大学新材料技术研究院北京100083

氮氧化物(NO_(x))是我国首要大气污染物,主要采用选择性催化还原(SCR)技术进行排放控制.研发高效、稳定的低温脱硝催化剂可避免高能耗的烟气再热,具有显著的节能降碳效益.锰氧化物(MnO_(x))因多变的化学态和丰富的晶格缺陷而表现出优良... 详细信息

氮氧化物(NO_(x))是我国首要大气污染物,主要采用选择性催化还原(SCR)技术进行排放控制.研发高效、稳定的低温脱硝催化剂可避免高能耗的烟气再热,具有显著的节能降碳效益.锰氧化物(MnO_(x))因多变的化学态和丰富的晶格缺陷而表现出优良的氧化还原性能,并具有极强的表面酸性,在催化还原NO_(x)反应中表现出良好的低温活性,但N_(2)选择性低、抗H_(2)O/SO_(2)性能差,难以实现长期的高效稳定脱硝.近年来,改性提升Mn基催化剂的研究十分广泛,加快了Mn基催化剂工业应用的步伐.本文从低温活性、N_(2)选择性和稳定性三个方面,总结了Mn基催化剂的脱硝反应机理、元素掺杂改性、催化剂结构设计等最新研究进展,指出了当前的研究重点和难点,可为下一步研究提供参考.

关键词：氮氧化物选择性催化还原锰基催化剂 N2选择性稳定性元素掺杂

基于GD-Enduse模型的广东电力行业碳中和技术路径模拟研究

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热力发电 2025年第1期54卷 120-131页

作者：郑智童陶海任松彦成贝贝汪鹏沈阳化工大学机械与动力工程学院辽宁沈阳110142 中国科学院广州能源研究所广东广州510640

广东电力行业的碳中和是落实总体碳中和目标的前提和重要途径。基于GD-Enduse模型,以电力系统成本最小化为总目标,刻画了3种广东电力碳中和技术路径并展开定量与定性分析。结果表明:情景CM3为最优碳中和技术路径,其可再生能源装机比例达... 详细信息

广东电力行业的碳中和是落实总体碳中和目标的前提和重要途径。基于GD-Enduse模型,以电力系统成本最小化为总目标,刻画了3种广东电力碳中和技术路径并展开定量与定性分析。结果表明:情景CM3为最优碳中和技术路径,其可再生能源装机比例达到60.2%,发电占比达到51.9%;核电稳步发展,其发电量达到总发电量的25.0%;火电机组持续退役,保留一定装机容量的利用小时数减少,留作灵活调峰电源使用;煤电与气电(carbon capture,utilization and storage,CCUS)技术配比分别下降到24.0%和44.0%,生物质CCUS技术配比持续上升至81.8%。广东电力行业碳中和需要CCUS技术大规模介入与以风电、光伏为首的可再生能源技术迅猛发展双管齐下,以“风、光、核、储”为基础,采用火电为灵活调峰电源的电力结构,各类发电技术与负碳技术灵活调节互补短板,从而实现各类电源的协同发展。

关键词：电力行业碳中和 GD-Enduse模型技术路径电力结构碳排放与成本

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铂金催化剂上CO选择性氧化机理研究进展

化学反应工程与工艺 2007年第5期23卷 462-469页

作者：邹汉波陈胜洲林维明广州大学能源与催化技术研究所广东广州510006

简要介绍了金、铂催化剂上CO的选择性氧化反应,详细论述了该反应动力学及反应机理的确立,指出载体、氧的活化位、氢气及不同促进剂的影响等是今后研究的方向。

关键词：富氢气体 CO选择性氧化金催化剂铂催化剂动力学反应机理

纳米CeO_(2)的制备及其在CO_(2)合成聚碳酸酯中的活性

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无机材料学报 2025年第1期40卷 70-76,I0008页

作者：马俊杰杨钰莹高名扬齐冰杰吴玉龙黄雪莉黄河新疆大学化工学院省部共建碳基能源资源化学与利用国家重点实验室乌鲁木齐830017 清华大学核能与新能源技术研究院北京100084

CO_(2)和二醇直接聚合制备碳酸酯是一种绿色高效的CO_(2)应用途径,CeO_(2)在该反应体系中表现出良好的催化性能。本研究以NaOH为沉淀剂,采用水热法制备纳米CeO_(2)催化剂,探究了焙烧温度(500、600、700℃)和不同类型表面活性剂(阳离子... 详细信息

CO_(2)和二醇直接聚合制备碳酸酯是一种绿色高效的CO_(2)应用途径,CeO_(2)在该反应体系中表现出良好的催化性能。本研究以NaOH为沉淀剂,采用水热法制备纳米CeO_(2)催化剂,探究了焙烧温度(500、600、700℃)和不同类型表面活性剂(阳离子、阴离子和非离子型)对CeO_(2)结构和性质的影响规律。当焙烧温度为600℃时,CeO_(2)结晶度良好且缺陷位点数量超过其他焙烧温度制得样品。各类表面活性剂(阳离子、阴离子和非离子型)能有效提高CeO_(2)表面氧空位浓度,25℃下的CO_(2)吸收量最高可达0.532mmol/g。基于以上研究,将制备的一系列CeO_(2)催化剂应用于CO_(2)和二醇一步法合成聚碳酸酯的反应中,可有效提高反应体系的转化率和选择性。结果表明,不同焙烧温度和表面活性剂制备的CeO_(2)的催化活性存在显著差异。以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)作为表面活性剂,在600℃下焙烧得到的CeO_(2)显示出最高的催化活性和选择性(1,6-己二醇转化率为91.0%,聚(6-羟基己基)碳酸酯选择性为76.6%)。CeO_(2)优异的催化活性以及高产率主要归因于其良好的结构、丰富的缺陷位点和高的CO_(2)吸收能力。

关键词：纳米CeO_(2) 缺陷位点表面活性剂 CO_(2)转化二醇聚碳酸酯