电解水催化剂设计及精准构筑为开发电解水K催化剂快速筛迭方法，申请团队通过多尺度模拟计算工具解析催化剂活性位点的微观结构对本征催化性能的调控规律，建立了基于“结构描述符” 的催化剂设计方法

 

在“结构描述符”设计方法指导下，完成高效电解水催化利精准创制，相关电解水性能远优于商业贵金属催化剂。开发了表面活性剂辅助策略制备单原子催化剂，该方法具备普适性制备的特征，可用于PI、Ru. Os、Fe、Mo等单原子催化剂的构筑。其中，Os-N3S1 单原子催化剂在酸性条件下表现出优异的酸性析氢性能，揭示了析氢活性与单原子中心氧化态存在“火山图” 关系。基于常温普适性策略，实现Ru、Pt、Ir、Rh、Au原子级分散催化剂的普适性构筑，Ru原子级分散催化剂在碱性条件下表现出优于商业Pt/C催化剂的性能。此外，提出-一步电沉积法普适性合成方法，实现36种单原子催化剂库的制备，Pt/Co(OH)2 和Ir/Co(OH)2分别在碱性电解水中具有优异的析氢和析氧活性。通过多步湿化学方法，完成了金属合金催化剂及非贵金属催化剂表面组分、结构的优化，有效降低了贵金属催化剂的使用。相关工作为单原子催化剂、合金催化剂、非贵金属催化剂的构筑提供了有效的方法，有效解决了电解水“提效降本”基本难题。

 

完成电解水催化剂放大制备和器件集成工艺优化，实现电解水装置的商业推广，有效降低了绿氢生产成本。实现催化剂产能300 kg级1年生产能力。

 

单位简介

 

北京化工大学创办于1958年，原名北京化工学院，是新中国为“培养尖端科学发展所需的高级化工技术人才”而创建的 所高水平大学。作为教育部直属的全国重点大学、国家“211 工程”和“‘985'优势学科创新平台”重点建设院校，国家“-流学科” 建设高校，北京化工大学肩负着高层次创新人才培养和基础性、前瞻性科学研究以及原创性高新技术开发的使命。

 

学校科技成果转化能力不断加强，依托学校科技和人才优势，以科技成果产业化为经营宗旨，形成了具有北化特色的高科技产业，在能源化工、 生物化工、日用化工、精细化工、化工新材料等领域已形成系列技术和多种产品。

 

2022年，北京化工大学成立氢能研究院，汇聚学校各学院学科氢能相关优势研究力量，重点布局氢能专业方向。2023年“氢能科学与工程”本科专业正式获批。