技术项目背景介绍
氢气是碳中和的良药，从氢产业链条来看未来大有可为。全球的碳排放接近70%都可被氢气替代，氢气从制 备、存储、运输和下游应用均存在很大的发展空间，也是目前投资的热点。目前化石原料是氢气的主要来源，而 电解水作为能够有效利用风能、水能或太阳能等可再生能源以可持续的方式转化为氢的最有潜力的途径之一，因 而绿氢具有广阔的发展空间。然而，在水电解过程中，过电位的存在会造成能量损失，析氢反应(HER)的效率在 很大程度上取决于电催化剂的选择。因此，选择合适的催化剂可以有效地降低过电位，从而实现高效产氢。
项目简介
本项目拟设计具有优异电催化分解水性能的二维金属-有机框架材料(MOFs) 催化剂。通过调控中心金属离 子的种类、有机配体的连接方式以及功能基团等方式，可以得到不同结构、物理和化学性能的MOFs 材料。相对 于三维结构的MOFs 材料来说，二维MOFs 解决了内部金属中心被有机配体包裹的问题，能够暴露更多催化活性位 点，与电解液和电极的接触面积更大，同时其纳米级厚度可促进传质和电荷传输过程。尽管MOFs可以直接用作 催化材料，但是其较差的导电性限制了MOFs在电化学领域中的应用。通过结构设计、引入缺陷和表面修饰等方 法实现对二维MOFs 电子结构的调控，是二维MOFs 在电催化解水应用中的一个重要研究内容。本项目拟以便携式 绿氢制备为出发点，以能量存储和转换为中心设计二维双金属MOFs, 助力二维MOFs 材料在绿氢产业的发展，推 进清洁与可再生能源体系的建立。
项目前景简介
随着“十四五”发展规划的发布，氢能在我国未来能源体系的地位进一步确定，发展氢能技术，推广氢能产业 发展是国家和各省市地区都在考虑的重要事项。便携式碱性阴离子交换膜(AEM) 电解槽具有低成本、耐高压、产 氢纯度高、效率高以及安全性高的优势因此，设计高效用于碱性介质中的催化剂，有助于发展稳定的产氢电解 槽，提高固定式、便携式和运输式发电系统的能源。
