中國科學技術大學國家同步輻射實驗室教授姚濤、韋世強課題組和化學與材料科學學院教授楊金龍課題組合作，發展了原位同步輻射XAFS技術，結合理論計算，首次精確鑒別出鈷基催化在電催化析氫反應過程中，活性位點的真實結構和動態演化過程，為揭示催化過程秘密、提高能源轉化效率提供了有力方案。研究成果1月1日在線發表于《自然—催化》。
從水中分解出清潔無污染且可再生的能源氫，是解決能源問題的一個廣為期待的方案，其中催化材料的參與必不可少，它是提升能量轉化效率的關鍵。探明催化過程的奧妙，了解催化材料在實際工作狀態下的真實結構，是當今科學界和工業界關注的前沿熱點。
催化反應過程往往發生在材料的表界面，但在工業實際應用的電催化能量轉化反應環境中，由于催化材料與電解質溶液接觸的固—液表界面處的活性中心和吸附反應物的濃度極低，以及活性位結構隨外加電場的動態變化，給探測真實反應活性位點的結構和中間過渡態造成了很大困難。
高亮度的先進同步輻射光源為解決這一難題提供了手段。“高度靈敏的同步輻射X射線吸收精細結構譜學技術，能夠在原位實時在線探測處于工作狀態的催化劑的‘一舉一動’。”姚濤說。
研究團隊依托合肥、北京和上海同步輻射光源建立測試裝置，實時監測高度均一的鈷基單原子催化材料，在堿性電催化析氫反應環境下原子和電子結構的演變過程，清晰地追蹤了鈷原子位點在電催化析氫反應過程中的本征活性結構及其發生的結構重組。
該研究利用原位同步輻射譜學技術發現了活性位在電催化反應過程中的高度敏感性，揭開了催化材料在實際工作狀態中的真實面紗。這種原位同步輻射譜學技術同樣適用于研究其他光電能量轉化反應中催化材料表界面的動態過程，并為從原子尺度探究催化活性中心結構和反應機理提供了實驗基礎和理論指導，為設計高效的能量轉化材料提供了新的思路。
相關論文信息：DOI:10.1038/s41929-018-0203-5
今年以來，面對復雜嚴峻的國內外形勢，我國能源行業堅決貫徹落實黨中央、國務院決策部署，以保障能源安全為首要任務，以推動綠色低碳轉型為長遠方向，前三季度運行態勢整體向好，展現出強大的發展韌性與蓬勃活力。能......
各省、自治區、直轄市及計劃單列市、新疆生產建設兵團發展改革委、能源局，有關中央企業，有關行業協會：為深入貫徹黨中央、國務院關于發展人工智能的決策部署，落實《國務院關于深入實施“人工智能+”行動的意見》......
8月7日，2025中國化工學會能源、材料與化工學術會議在中國石油蘭州石化公司召開，400余名專家、學者齊聚金城蘭州，聚焦國家重大戰略和產業深度發展需求開展深入交流研討，共享最新成果，加快推進甘肅省綠色......
7月18日，能源行業核電標準化技術委員會（以下簡稱標委會）在京召開年度會議，研究部署下一步工作。國家能源局黨組成員、副局長，標委會主任委員何洋同志主持會議并講話。會議審議通過了標委會年度工作報告、《消......
近日，國家管網集團甘肅公司酒泉作業區嘉峪關壓氣站舉行了一場“看管網進站場亮品牌”媒體公眾開放日活動，各式各樣的“管道衛士”陳列于此。這些國家管網集團目前所應用的高科技裝備，有力保障油氣管道運行安全。國......
6月28日，2025中關村論壇系列活動——第七屆納米能源與納米系統國際會議（NENS2025），在北京開幕。大會由中國科學院北京納米能源與系統研究所主辦，聚焦“納米能源與納米系統前沿與應用”這一主題，......
為進一步深化能源保供、應急保障等領域重大問題和政策研究，更好支撐經濟運行調節工作，現就2025年度課題項目，向社會公開征集課題研究單位。具體事項公告如下：一、研究題目及要點（一）能源保供中長期合同長效......
近日，國際可再生能源機構發布報告顯示，2024年全球可再生能源裝機容量創歷史新高，其中，中國新增可再生能源發電量占全球總增量的六成。但報告也指出，與《聯合國氣候變化框架公約》第二十八次締約方大會（CO......
2025年5月12日，由中國能源研究會可再生能源專業委員會主辦，遠景科技集團、清華大學能源互聯網創新研究院協辦的“零碳產業園標準研討會”在北京舉行。來自國家發改委、國家市場監督管理總局，內蒙古、江蘇、......
今天（5月21日），記者從中國石油獲悉，我國首套具有自主知識產權的智能鉆井系統——“長龍號”智能鉆井系統正式投入使用，對推動我國能源行業數智化轉型具有重要意義。“長龍號”智能鉆井系統集智能鉆機、智能井......