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        2022中小學智慧圖書館 第六屆圖書館論壇580*60

        【MS-Materials Studio應用實例】提高催化劑的能效設計

        教育裝備采購網 2022-06-21 17:33 圍觀1次

          對可持續性的關注提高了人們尋找化石燃料替代能源的興趣,我們都知道并依賴化石燃料。在過去的幾年里,越來越多的人參與了關于建造風車和在建筑物上安裝太陽能電池的討論。考慮到我們的環境狀況和與傳統能源相關的局限性,增加這一領域的研究和創新的時機似乎已經成熟。

        【MS-Materials Studio應用實例】提高催化劑的能效設計

          一種特別吸引人的潛在能源以一種不太可能的形式出現:水。如果水能被分解成不同的成分,我們就能獲得一種可再生能源,即氫能源。生產氫氣并不是什么新鮮事,但目前的生產方法需要化石燃料作為原料。采用水分解技術將減少我們社會對化石燃料的依賴,進一步支持可持續發展目標。更好的是,太陽能可以用來啟動水分解過程。那么是什么阻礙了氫燃料的廣泛應用以及產生氫燃料的水分解過程呢?不幸的是,就像許多替代能源一樣,這一過程還沒有優化到可負擔性和效率,但新的研究可能會給我們提供改進的水分解催化劑設計的見解。

          Utilizing Catalyst Design for Water Splitting May Address Issues with Current Processes

          這項研究發現了一種優化鉑的替代催化劑的方法,鉑通常用于水分解過程中。研究人員認為,在進一步優化后,二硫化鉬可能是替代昂貴貴金屬的更有效的替代品。優化二硫化鉬的關鍵在于在材料中生成并進一步過濾硫空位。雖然這些緊張的硫空位的確切機制尚不清楚,但研究表明,它們的電子轉移速度是以前的四倍。

          研究結果為改進裂解水催化劑的設計提供了新的途徑。使用金屬氧化物和其他地球上豐富的材料作為催化劑是理想的,因為它們價格實惠,而且是可再生的。畢竟,雖然我們的社會對可再生能源越來越感興趣,但它們不太可能遠離傳統的化石燃料,除非成本相當。不幸的是,在目前的形式下,這些材料往往有一些缺點,如光學吸收差和載流子遷移能力有限能夠改變它們的性質以改善催化劑的性能將是一個相當大的福音,也是使氫燃料廣泛應用的首步。

          Digital Solutions Can Aid Organizations in Their Efforts to Improve Catalyst Design for Water Splitting

          盡管上述研究取得了令人鼓舞的結果,但工程催化劑的反應性并不是一個的答案。化學的一個基本原則是,一種物質的活性越強,它就越不穩定不穩定的材料有可能降解得更快,使它們不適合工業和商業用途,因為它們的壽命較短。在考慮水分解催化劑的設計時,研究人員也需要考慮到這一點。

          但研究人員如何優化催化劑,使其具有高反應性并延長壽命?解決方案可能取決于數字解決方案,允許他們模擬潛在的結構,并通過模擬環境預測它們的屬性和行為。這種方法不僅可以簡化催化劑的開發過程,還可以簡化工作流程。研究人員可以優先考慮有前途的催化劑,而不是專注于各種各樣的潛在催化劑,從而節省時間和金錢。

          與水分解催化劑設計相關的另一個重要方面是協作。例如,二硫化鉬在20年前首次被提出作為潛在的催化劑。如果沒有40多年的研究,就不會有今天的成果。想象一下管理這些數據所付出的努力:分享、組織、搜索和提取有用的見解。在我們的現代世界,這樣做的能力已經成為研究機構的必要條件。除了支持建立在數十年工作基礎上的研究,這種能力也補充了當今的跨國組織和伙伴關系。

          在廣泛采用氫燃料之前,水分解催化劑的設計還有很多工作要做,但我們正在朝著這個方向穩步前進。通過使用合適的工具,能源公司可以進一步開發經濟上可行且的催化劑。通過創新和投資,我們可能會看到可持續能源與傳統燃料資源一起發揮作用。

          BIOVIA為尋求開發可持續產品和流程的企業提供各種數字解決方案,以適應當今環保意識的世界。BIOVIA提供了一套集成的過程,支持組織進行化學和材料研究。其解決方案包括Materials Studio,一個完整的建模和模擬環境,使研究人員能夠通過預測其性能和行為來開發和篩選新材料。

          本文翻譯自Dassault Systèmes Bolg, 點擊“閱讀原文” ,訪問原文英文鏈接。

          公司簡介:

          北京泰科博思科技有限公司(Beijing Tech-Box S&T Co. Ltd.)成立于2007年,是國內領先的分子模擬及虛擬仿真綜合解決方案提供商。

          北京泰科博思科技有限公司與國際領先的模擬軟件廠商、開發團隊深入合作,為高校、科研院所和企業在材料、化工、藥物、生命科學、環境、人工智能及數據挖掘、虛擬仿真教學等領域提供專業的整體解決方案。用戶根據需要在我們的平臺上的進行各種模擬實驗,指導實際的生產設計。

          北京泰科博思科技有限公司擁有一支的技術服務團隊和資深的專家咨詢團隊,以客戶真正需求出發,服務客戶,為客戶創造價值。我們秉承“職業、敬業、擔當、拼搏、合作”的企業精神,致力于用國際領先的軟件產品和專業全面的技術支持服務,成為客戶可信賴的合作伙伴。

        點擊進入北京泰科博思科技有限公司展臺查看更多 來源:教育裝備采購網 作者:北京泰科科技 責任編輯:張肖 我要投稿
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