专利成果展示

铜/铜钼硫族化合物复合材料及其制备方法和应用

发布时间:2023.05.10

专利示意图


一、技术领域

催化剂的技术领域


二、专利介绍

1.专利信息

专利类型:发明

专利权人:清华大学深圳国际研究生院

申请号:202211627802.6

发明人:刘碧录、刘鹤鸣、余强敏

2.专利说明书摘要

本申请提供了一种铜/铜化合物及其制备方法和产品,铜/铜化合物包括铜基底和负载于所述铜基底的铜化合物,所述铜化合物的分子式为CuxMyNz,M包括钼或钨元素中的一种,N包括硫、硒或碲中的一种,其中,1≤x≤3,2≤y≤6,4≤z≤10。本申请提供的铜/铜化合物,相较于高分子粘结剂作用或静电吸附,铜化合物和铜基底之间具有较强的结合力,同时,还有效消除了铜基底和半导体之间结合产生的肖特基势垒,降低了界面电荷传输的能量损耗,有助于提高催化效率,从而取得优异的大电流密度的析氢性能。

3.创新点

(1)本发明开发的铜/铜钼硫族化合物复合电极具有强的催化剂与基底界面结合力,弱的催化剂与气泡的粘附力,以及全金属性质;

(2)基于以上优势,该电极能够在工业级大电流密度下实现优异的电解水制氢性能与稳定性,且性能远超目前报道的同类产品;

(3)本发明具有可放大化、高效制备、成本低廉的特点,具有广阔的商业前景。

4.痛点问题

(1)催化剂在大电流密度下稳定性差;

(2)催化剂活性低;

(3)催化剂成本高。

5.技术优势

(1)本发明成本低廉,可高效制备与放大化生产;

(2)本发明的电极具有极其优异的电解水制氢性能与稳定性,且性能远超目前报道的同类产品。


三、产业化信息

1.应用场景

(1)电解水制氢领域,实现高效氢气生产;

(2)燃料电池领域,实现氧还原反应;

(3)离子电池领域,用于离子传输与存储;

(4)半导体器件领域,例如忆阻器。

2.商业价值

此项技术拥有巨大的商业前景,对于电解水制氢行业有以下市场价值:

(1)本材料可以作为高稳定、高性能的制氢电极,实现工业级氢气生产;

(2)本材料可以利用矿物为原材料,且制备方法简单,高效、可规模化,能够有效降低催化剂自身成本与生产成本,提高利润空间。

3.发展规划

该技术未来可应用至碱性聚合物电解质膜电解槽,实现膜电极电解水制氢国产化,快速提高我国在电解水制氢领域的水平。

4.合作方式

面议



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