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氢能源被视为21世纪具发展潜力的清洁能源。目前，水汽变换（WGS）反应（CO+H2O→H2+CO2）是工业上大规模制备氢气的主要方法。但WGS过程通常需要在高温（180°C-250°C）和高压（1.0-6.0MPa）的条件下进行。除了苛刻的反应条件，通过WGS反应制得的氢气往往含有约1%-10%的CO残留及反应产物CO2和CH4等，需要进一步的分离纯化才能进行下游的应用。因此，发展更经济的、环境友好的方法，在温和条件下直接制备高纯氢气是氢能源发展的迫切需求，但也极具挑战。
邓德会团队经过长期探索，结合电化学反应原理，巧妙地将WGS的氧化还原反应拆分为彼此分离的两个半反应，首次提出了一种能在常温常压下直接制备高纯氢气的电化学水汽变换概念。EWGS反应中，CO在阳极发生氧化反应，生成的CO2与电解质KOH进一步反应生成碳酸钾，避免了CO2的排放；同时水在阴极直接被还原生成高纯氢气。阴阳两极由阴离子交换膜分隔开，保持溶液离子平衡的同时分隔两极产物，因此从原理上避免了传统WGS中氢气需要分离提纯的过程。通过对催化剂的设计和电极结构的优化，该反应在常温常压条件下实现99.99%高纯氢的制备并且达到接近的产氢法拉第效率。优化后的PtCu催化剂在EWGS反应中的阳极起始电位降低至接近0V，显著低于电解水的阳极理论电位1.23V；在0.6V时LSV电流密度达到70mA/cm2，比商品的Pt/C催化剂的活性了12倍以上；该催化剂经过475小时的稳定性测试后仍能够保持高的活性。在此基础上，该团队与大连化物所研究员苏海燕等合作，通过理论计算发现，Cu的引入减弱了CO在Pt上的吸附，有效避免了催化剂的中毒，从而实现了该催化剂在EWGS中的高活性和高稳定性。相比于传统的WGS，EWGS是一种完全不同的、可以在室温常压下进行的催化过程，这为低能耗生产高纯氢气提供了新思路。
以上研究得到科技部重点研发计划、自然科学基金项目、中科院前沿科学重点研究项目、中科院洁净能源创新研究院合作基金项目、教育部能源材料化学协同创新中心（2011·iChEM）和博士后创新人才支持计划的资助。
化学理论在生活中应用
师者,传道,授业,解惑也.作为高中化学教师,如何把化学理论与现实生活的联系 真正为学生授业,解惑的师者,正是化学教师同共探索的方向.下面是本人教学中累积的化学理论在生活中应用:
一, 日日相伴的化学品——食盐,碘化合物
我们知道食盐的主要成分就是氯化钠, 这是人们生活中常用的一种调味品.但是它的作用绝不仅仅是增加食物的味道,它是人体组织的一种基本成分,对保证体内正常的生理,生化活动和功能,起着重要作用.Na+和Cl-在体内的作用是与K+等元素相互联系在一起的,错综复杂.其主要的作用是控制细胞,组织液和血液内的电解质平衡,以保持体液的正常流通和控制体内的酸碱平衡.Na+与K+,Ca2+,Mg2+还有助于保持神经和肌肉的适当应激水平;NaCl和KCl对调节血液的适当粘度或稠度起作用;胃里开始消化某些食物的酸和其他胃液,胰液及胆汁里的助消化的化合物,也是由血液里的钠盐和钾盐形成的.此外,适当浓度的Na+,K+和Cl-对于视网膜对光反应的生理过程也起着重要作用.此外,常用淡盐水漱口,不仅对咽喉疼痛,牙龈肿疼等口腔疾病有治疗和作用,还具有感冒的作用.(此知识在人教版高一化学的《碱金属》)
碘化钾,碘化钠,碘酸盐等含碘化合物,在实验室中是重要试剂;在食品和医疗上,它们又是重要的养分和药剂,对于维护人体起着重要的作用.碘是人体内的一种必需微量元素,是甲状腺激素的重要组成成分.正常人体内共含碘15 mg～20 mg,其中70%～80%浓集在甲状腺内.人体内的碘以化合物的形式存在,其主要生理作用通过形成甲状腺激素而发生.因此,甲状腺素所具有的生理作用和重要机能,均与碘有直接关系.人体缺乏碘可导致一系列生化紊乱及生理功能异常,如引起地方性甲状腺肿,导致婴,幼儿生长发育停滞,智力低下等.我国是世界上严重缺碘的地区,全国约有四亿人缺碘.政府也采取了一些措施,如:提供含碘(碘的化合物)食盐和其他食品(如高碘蛋),井水加碘,食用含碘丰富的海产品等,其中以含碘食盐为方便有效.1991年3月我国政府向国际社会做出庄严承诺:2000年在中国大陆碘缺乏病.(此知识在人教版高一化学的《卤族元素》)
二, 人生五味子之一——醋(酸)
实验室人员非常熟悉的缓冲溶液，它的成分是什么？又有什么作用呢？今天就让小编带大家来认识一下。
缓冲溶液是无机化学及分析化学中的重要概念，是指由弱酸及其盐、弱碱及其盐组成的混合溶液，能在一定程度上抵消、减轻外加强酸或强碱对溶液酸碱度的影响，从而保持溶液的pH值相对稳定。在化学实验室是作为常备试剂使用的。在生化研究工作中，常常要用到缓冲溶液来维持实验体系的酸碱度。那缓冲溶液是由什么组成的？它是由 弱酸和它的盐（如HAc---NaAc）+弱碱和它的盐（NH3.H2O---NH4Cl）+多元弱酸的酸式盐及其对应的次级盐（如NaH2PO4---Na2HPO4）这三类的水溶液根据具体需要，按照一定的配比组成的。
缓冲溶液的种类有以下几种：
1、弱酸及其盐的缓冲溶液
（1）醋酸——醋酸钠缓冲液
取无水醋酸钠20g，加水300ml溶解后，加溴酚蓝指示液1ml及冰醋酸60——80ml，至溶液从蓝色转变为纯绿色，再加水稀释至1000ml，即得。
（2）磷酸盐缓冲液取0.2mol/L磷酸二氢钾溶液250ml,加0.2mol/L氢氧化钠溶液118ml，用水稀释至1000ml，即得。在有些实验，它是酶的抑止剂或甚至是一个代谢物，重金属易以磷酸盐的形式从溶液中沉淀出来。而且它在pH7.5以上时缓冲能力很小。
（3）硼酸盐：硼酸盐与许多化合物形成复盐、如蔗糖。（4）柠檬酸盐：柠檬酸盐离子容易与钙结合，所以存在有钙离子的情况下不能使用
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