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新型高熵合金催化剂

发布时间: 2023-11-08

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术服务
成果类型: 发明专利
行业领域:
新材料产业,先进有色金属材料
成果介绍
90%的化工品生产需要高性能催化剂,清洁能源汽车及燃料电池的商业化也离不开高性能催化剂。然而,现有商用催化剂一般为贵金属(价格昂贵)或简单合金(性能及稳定性差),无法实现高效、节能、环保的催化过程及清洁能源利用。 高熵合金催化剂,通过将4-5种不同非贵金属混合成高熵合金态,革命性地提高了催化剂的活性、稳定性,且材料及制造成本价格低廉,非常易于连续化快速制造生产,对传统化工行业和清洁能源催化提供了优异的新材料平台和巨大的可预见的前景。该发明成果在2018年在国际顶级杂志《科学》以封面文章报道(Science 2018, 359, 1489.),并获得了美国工业界2020年发明创造100奖(工业界的奥斯卡奖)。
成果亮点
新型高熵合金催化剂可以直接代替原有的贵金属催化体系,大大减少催化剂价格及成本,可广泛应用于传统化工催化及新能源电催化领域。 以化工催化中氨气氧化制硝酸为例,工业界使用贵金属PtPdRh催化剂网格,价格高昂,并且反应温度为900℃。使用纳米分散的高熵合金催化剂(PtPdRhCoCe),整体贵金属用量减小90%以上,且反应温度降低200℃,可同时实现性能优异及高度稳定。 因此,通过针对不同反应进行高熵合金催化剂的开发,有望代替贵金属催化剂,大大提升反应活性及能源效率及产品产出率等。
团队介绍
姚永刚,华中科技大学教授,博导。师从美国马里兰大学胡良兵教授,并与多名国内外知名学者合作。长期从事材料的超高温合成与制造技术,特别是多元高熵材料及其在能源、催化、环境领域的应用研究。成果在《Science》(封面)、《Nature Nanotechnology》、《Nature Catalysis》、《Science Advances》等学术期刊发表,总被引用10000余次,授权美国发明专利多项,并获得美国“2020 R&D 100 award”。担任Metals、 Frontiers in Energy Research期刊的编委会成员,Nano Research的客座编辑,并参与多个杂志的青年编委。
成果资料
产业化落地方案
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成果综合评价报告

评价单位:“科创中国”军民两用技术应用产业服务团 (中国兵工学会) 评价时间:2023-11-15

刘爱华

南京理工大学

学院副院长

综合评价

高熵合金催化剂代表了一项重大的科技创新,通过将多种非贵金属元素组合成高熵合金结构,提高了催化剂的性能和稳定性,同时降低了成本。该技术已经在国际顶级科学期刊上发表,获得了广泛认可,并赢得了工业界的重要奖项。 高熵合金催化剂在化工和清洁能源领域有广泛的应用前景,因为市场对低成本、高效率、环保的催化剂需求迫切。将高熵合金催化剂从实验室推向市场,需要制定明确的产业化路径。这包括生产工艺的优化、质量控制、市场定位和市场推广等方面的考虑。建议密切合作产业界,加速产业化进程,确保催化剂能够尽早应用到实际生产中。 尽管高熵合金催化剂有着广泛的应用前景,但产业化和市场推广仍然涉及一定的投资风险。建议寻找合适的投资伙伴,同时进行充分的市场研究,以降低潜在风险。一旦成功产业化并获得市场份额,投资回报将非常可观。 总的来说,高熵合金催化剂代表了一项具有巨大潜力的科技成果,具有创新性、市场前景广阔,但需要谨慎规划产业化路径和投资战略。在克服一些风险和挑战的同时,该技术有望为化工和清洁能源产业带来显著的变革和增长。
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