如何高效地提取并保存阳光中的清洁能源一直是人类社会的难题。模仿植物的光合作用把阳光转化成化学能源的技术早已被提出，通过阳光照射和催化剂的共同作用，科学家将水电离成氢气和氧气，这两种气体的混合物可燃、易储存、且无污染。但该步骤中所应用的催化剂却成本高昂，无法大规模应用。

  近日，美国阿尔贡能源实验室和哈佛大学的一项研究就在催化剂方面取得了显赫的成就。

  图丨美国阿尔贡实验室化学家Dugan Hayes, Lin Chen, 以及 Ryan Hadt找到了一种可以通过含钴催化剂加速水电解的过程。含钴催化剂相对而言较便宜，还能够在产生清洁能源的步骤中代替现存的贵金属催化剂

  该团队把钴元素用在了催化步骤中，钴在大自然中相对丰富，成本也相对低廉。在相应的情况下，它能像氢原子和氧原子的舞伴一样为这一场“电子舞蹈”牵线搭桥。

  “事实上，我们能通过钴看到反应发生的瞬间片段，而非一个模糊的化学变化。在交换电子的时间尺度上定义催化剂的性质是很重要的。”

  “含钴催化剂是如人工树叶等材料的活性成分，我们能用这样一种材料合成太阳能燃料。”该论文的第一作者之一，阿尔贡研究员 Ryan Hadt 表示。

  电解水反应大体上能被分为两部分。研究者们主要专注于第一部分，也就是水的氧化。这一过程需要转化四个质子和四个电子，并在两个氧原子之间形成共价键，于是就必须有一个其他的原子与氧原子临时成键，这就是我们所需的含钴催化剂。

  该反应之所以值得研究，是因为钴与氧成键的过程发生在少于十亿分之一秒之内。为了弄明白这一过程，科学家使用了阿尔贡实验室光子源的X射线吸收光谱进行了详细测量。

  通过分析科学家发现，两个氧原子间的共价键与钴离子的轨道进行杂化，这时，每个钴离子都与一个水分子成键。该化合物的化学性质暂时是稳定的。紧接着，水分子会从钴离子上夺取一个电子，也就是把钴离子的化合价从正三价变成了正四价。

  如此高价的的钴离子会把氢氧共价键中的氢原子挤走，并代替氢与氧离子成键。此时氢原子已经被解放，钴离子又会把氧离子上多余的两个电子拉走，于是氧也成功被还原了。最后，零价的氢原子和氧原子分别成键形成氢分子和氧分子;这样一来，气态的太阳能燃料就诞生了。

  通过阿尔贡光子源，研究者能够在反应过程中直接测量钴的化合价，并通过理论计算一个名为“交换耦合”的量子力学数值。该值定义了氧和钴之间的电子自旋量。研究者认为这些电子对的自旋方向是相反的，也就是说它们具有反铁磁性。

  “反铁磁性在氧分子共价键的形成过程中起到了及其重要的作用，”Hadt补充道。“因为它为化学键同时提供两个电子创造了可能。”

  而X射线吸收光谱则成功观测到了高价钴离子的位置。“最终，我们正真看到了反应的具体的位置和过程，我们通过电子的转化看到了催化剂的性质。”

  特别声明：北极星转载其他网站内容，出于传递更加多信息而非盈利之目的，同时并不意味着赞成其观点或证实其描述，内容仅供参考。版权属于原本的作者所有，若有侵权，请联系我们删除。

  9月26日，由宝鸡石油机械有限责任公司（简称“宝石机械”）自主研制的中国石油首套1200标方碱性水电解制氢系统在吐哈油田鄯善工业园区顺利投运，标志着中国石油首个自主研发制造的绿电制绿氢装备正式运用于生产实际。1200标方制氢试验项目是吐哈油田打造的中国石油首个自主研发制造装备应用的绿电制绿

  北极星氢能网获悉，8月15日，中国石油首套、也是西部地区首套1200标方碱性水电解制氢系统在宝鸡成功发布，并顺利起运交付用户吐哈油田公司。1200标方碱性水电解制氢系统由宝石机械公司自主研制，由碱性电解槽、柔性液气分离装置、整流变压器等全要素设备组成。系统采用高电密、低能耗设计，额定产氢量

  近日，清华大学深圳国际研究生院碱性水电解制氢设备-电解槽中标结果公示，深圳市凯豪达氢能源有限公司以79.5万元的价格成功中标。详情如下：

  近日，清华大学深圳国际研究生院拟招标一套碱性水电解制氢设备，项目资产金额来源为国有资金96万元，该项目不接受联合体投标。

  5月17日，隆基氢能与大安吉电绿氢能源有限公司（以下简称大安吉电）在隆基西安总部签署大安风光制绿氢合成氨一体化示范项目（以下简称大安项目）水电解制氢设备采购合同。大安吉电总经理梁宏和隆基氢能总裁马军代表双方签订了采购合同。吉林省白城市委副书记、市长杨大勇，隆基绿能党委书记、副总裁李

  5月5日，重庆市能源局对周远征委员提出的《关于加强氢能开发应用的建议》给予答复，答复中提到：加快培育和完善氢能产业链。一是快速推进氢气提纯和储运技术发展，提高化工副产氢的利用率和高纯氢气产量。支持有条件的地区利用风电、光伏等可再次生产的能源发展水电解制氢、储氢，积极探索其他清洁电力制氢及

  北极星储能网获悉，3月27日，山东华电潍坊氢储能示范项目水电解制氢系统设备采购招标公告。项目系统容量为35兆瓦，规划建设5套产能1000标准立方米/小时的电解水制氢设备，以及配套储氢、加氢设备，氢气出口纯度达到99.999%。制储氢能力为6吨/天。其中，4套充装柱，2套20兆帕储氢瓶组，用于向20兆帕长管

  12月23日，华能四川氢能公司彭州水电解制氢项目收到彭州市住建局核发的《准予开工通知书》，标志着“13兆瓦制氢系统关键技术开发及示范”项目郑重进入工程建设阶段。该项目装设两套1300标方/小时的碱性电解槽，占地面积约32亩。项目建成后，年产高纯氢（99.999%）2080万标方，具有非常明显的环保和社会效益

  国内首套气体公司自主研发制造的水电解制氢电解槽成功下线日，盈德气体集团（下称“盈德气体”或“集团”）首套自主研发的500Nm3/h水电解制氢电解槽在盈德工程制造工厂成功下线。盈德气体作为中国工业气体佼佼者，拥有多个煤制合成气、天然气制氢工厂，每年为下游用户供应数以亿立方米计的氢气产品。目前，盈德气体首套500Nm3/h水电解制氢电解槽成

  10月以来，国内电解水制氢设备领域新消息不断。中国石化、中国华电、派瑞氢能、阳光氢能、康明斯、赛克赛斯、瑞麟氢能、希倍优氢能等多个制氢设备企业按下了升级扩张快进键，加速抢占制氢新风口。（来源：微信公众号“高工氢电”ID：weixin-gg-fcev作者：辛友）中国石化：首套光伏离网PEM电解水制氢试

  11月3日，阳光氢能与必维集团战略合作签约暨颁证仪式在合肥隆重举行，阳光氢能1000Nm3/h碱性水电解制氢系统荣获国际认证。必维集团技术中心总经理叶炯、氢能业务总监刘忠勇，阳光电源副总裁兼阳光氢能董事长彭超才、研发中心总经理孙龙林、市场营销总经理方伟等领导出席仪式。这是必维集团首次为国内电

  山东博霖环保科技发展有限公司喜获“北极星杯”2023脱硝催化剂影响力企业

  9月22日，第五届工业烟气深度治理高峰论坛暨“北极星杯”2023烟气治理影响力企业评选颁奖典礼在河北云瑧世纪大饭店隆重举行。本次会议由国内环保行业垂直北极星环保网主办，众多行业专家，烟气治理企业代表齐聚一堂，共襄盛举!本次高峰论坛围绕“十四五”中后期工业烟气深度治理的经验总结、产业现状、

  随着举世欢腾的中秋节和国庆节即将来临，北京晨晰环保工程有限公司也在这个喜庆的季节里迎来了双喜临门。以其先进的焦化中低温脱硝技术，晨晰环保成功入选中钢协2023年先进环保技术案例征集活动的优秀技术案例目录，同时也于近日荣获2023北极星杯脱硝催化剂影响力企业这一殊荣，再次证明了公司在烟气治

  河北威达蓝海环保科技股份有限公司荣获“北极星杯”2023脱硝催化剂影响力企业

  9月22日，第五届工业烟气深度治理高峰论坛暨“北极星杯”2023烟气治理影响力企业评选颁奖典礼在石家庄世纪大饭店隆重举行。本次会议由国内环保行业垂直北极星环保网主办，众多行业专家，烟气治理企业代表齐聚一堂，共襄盛举！本次高峰论坛围绕“十四五”中后期工业烟气深度治理的经验总结、产业现状、

  近日，中国科学技术大学高敏锐教授课题组研制出一种高抗氨毒化的镍基碱性膜燃料电池阳极催化剂，其在阳极含10ppm氨的膜电极组装中，能保持95％的初始峰值功率密度和88％的初始电流密度（0.7V下），远超商业铂碳催化剂。相关成果以“EfficientNH3-TolerantNickel-BasedHydrogenOxidationCatalystforAnio

  华润集团守正电子招标采购平台发布华润电力（唐山曹妃甸）有限公司#3机组脱硝系统第一层蜂窝式催化剂采购招标公告，共需蜂窝式催化剂327.73立方米。一、项目基本情况招标人：华润电力（唐山曹妃甸）有限公司招标代理机构：华润守正招标有限公司项目地点：河北省唐山市项目规模：2x300MW亚临界燃煤供热

  中原招采网发布鹤壁鹤淇发电有限责任公司（660MW机组）#2机组脱硝装置备用层加装蜂窝式催化剂和鹤壁鹤淇发电有限责任公司（300MW机组）#2炉脱硝板式催化剂更换公开对外招标评审公示，天河（保定）环境工程有限公司为第一中标候选人。项目名称：鹤壁鹤淇发电有限责任公司（660MW机组）#2机组脱硝装置备用层

  海阳核电一期工程1、2号机组自商运以来持续保持安全稳定运行运行业绩稳居世界前列充足表现了三代非能动核电技术良好的安全性、经济性和环境友好性截至今日10时海阳核电一期工程1号机组累计发出清洁的电500亿度相当于节约原煤消耗约2138万吨减排二氧化碳约4000万吨对改善区域能源结构和生态环境具有重要

  盐州变200MW/400MWh共享储能电站并网 海辰储能助力宁夏“西电东送”打造清洁能源“大基地”

  你知道吗？本届杭州56个亚运比赛场馆全部使用绿电。这些绿电来自于青海柴达木盆地、甘肃嘉峪关等西部的光伏发电，也有来自于新疆哈密、巴楚等地的风力发电，通过“西电东送”大通道，源源不断地输送到浙江，点亮亚运，让亚运更精彩。据悉，国网宁夏电力有限公司承担着运维管理±800千伏灵绍直流输电工

  宁夏固原2023年下半年能源重点工作：完成“抽水蓄能”固原100万千瓦电站主体优选

  北极星输配电网获悉，日前，固原市发展改革委发布2023年上半年工作总结及下半年工作打算。文件提出，全力打造宁南清洁能源转型基地。坚持“源网荷储链”一体化发展，开工建设六盘山电厂2×1000MW机组扩建工程，是近年来我市引进最大的产业项目。完成“抽水蓄能”固原100万千瓦电站主体优选，再建成100M

  云南2023年9月用电侧偏差电量交易、煤电清洁能源电量置换交易、售电公司零售分配及绿电交易分配通知

  北极星售电网获悉，昆明电力交易中心发布关于开展2023年9月用电侧偏差电量交易、煤电清洁能源电量置换交易、售电公司零售分配及绿电交易分配的通知。交易参与范围存在超用或少用电量的批发电力用户、售电公司可参加用电侧偏差电量交易。为满足电力用户实现低碳零碳生产经营，在电力用户未成交煤电电量

  国家能源局国际合作司“第六届东亚峰会清洁能源论坛”项目课题研究公开征集结果公示

  根据《政府采购法》和《国家能源局项目支出管理暂行办法》等有关法律法规，经专家评审，国家能源局国际合作司课题研究确定了课题承担单位。现将结果公告如下，课题名称：“第六届东亚峰会清洁能源论坛”项目课题研究《东盟海上风电发展路线图》承担单位：水电水利规划设计总院（牵头单位）国网能源研究院有

  国家能源局国际合作司“中国—东盟清洁能源能力建设规划”项目课题研究征集结果公示

  根据《政府采购法》和《国家能源局项目支出管理暂行办法》等有关法律法规，经专家评审，国家能源局国际合作司课题研究确定了课题承担单位。现将结果公告如下，课题名称：“中国—东盟清洁能源能力建设规划”项目课题研究《中国—东盟海上风电潜在合作项目清单》承担单位：水电水利规划设计总院（牵头单位）

  9月25日，中国电建清洁能源基础设施REITs获得证监会和上交所正式受理。本项目基础资产是位于四川省甘孜藏族自治州的五一桥水电站，装机规模13.7万千瓦，将成为国内首单水电公募REITs、四川省首单公募REITs。世界水电看中国，中国水电看电建。中国电建因水而生，因水而兴，既是我国水电工程的主要建设者