電解水製氫催化劑的研究 | 中國科學院實地科研項目

化學工程專(zhuan) 業(ye) (Chemical Engineering),簡稱化工,是研究化學工業(ye) 以及其他工業(ye) (如石油煉製工業(ye) 、冶金工業(ye) 、食品工業(ye) 、醫藥工業(ye) 、印染工業(ye) 等)生產(chan) 過程中的共同規律,並應用這些規律來認識、解決(jue) 生產(chan) 中的工程問題的工程技術學科。

電解水製氫催化劑的研究 | 中國科學院實地科研項目

申請化學工程專(zhuan) 業(ye) 什麽(me) 背景最受名校青睞?

以斯坦福大學為(wei) 例,申請該校化學工程碩士,需要正規大學本科畢業(ye) 。申請人要有化學、物理、生物等專(zhuan) 業(ye) 背景,需要提交GRE成績,GPA3.5分以上。語言方麵,托福要求100分以上,不接受雅思成績。

機構針對想申請化學工程/環境科學/材料科學等熱門專(zhuan) 業(ye) 的同學,專(zhuan) 門開設了適用於(yu) 升學黨(dang) 的背景提升科研項目,參與(yu) 研究前沿課題讓學生不僅(jin) 可以獲得申請所需相關(guan) 學術經驗,還可以積累一段言之有物的實戰經曆,增強名校申請競爭(zheng) 力!

🏫課題稱:化學工程課題:電解水製氫催化劑的研究

📆麵授科研開始時間:2024.01.29-02.04

📚涉及專(zhuan) 業(ye) :化學工程、環境科學、材料科學

👫招生對象:9年級以上在校學生(僅(jin) 限5人報名)

📍項目地點:北京

科研要點:近年來,隨著全球工業(ye) 和經濟的飛速發展,社會(hui) 對能源的需求倍增。傳(chuan) 統能源如石油,煤炭等的大量使用帶來了嚴(yan) 重的空氣汙染和溫室氣體(ti) 排放。麵對日益嚴(yan) 峻的能源形勢和生態環境的惡化,改變現有的能源結構,發展可持續綠色能源已迫在眉睫,而氫能被認為(wei) 是其中最理想的一種選擇。氫氣作為(wei) 氫能領域的基礎,其生產(chan) 與(yu) 利用涉及的光、電催化分解水的研究自然成為(wei) 了世人關(guan) 注的焦點。

目前,市場上用於(yu) 電解水的係統主要還是基於(yu) 釕(Ru)、銥(Ir)、鉑(Pt)及其氧化物的貴金屬類催化劑材料,雖然這些貴金屬催化劑具有出色的催化性能,但其昂貴的價(jia) 格卻限製了此類催化劑的大規模使用[9]。

因此,這一需要活化能較高並且動力學反應速率較緩慢的反應對新型催化劑的開發提出了較高要求,發展具有盡量低的反應過電位、較高水解與(yu) 氧化穩定性、廉價(jia) 、豐(feng) 產(chan) 元素組成的電解水催化劑勢在必行。本項目針對電解水製氫陰極催化析氫材料,開展析氫催化材料的製備、性能檢測研究。

通過對電催化分解水製氫理論和實驗技能學習(xi) ,了解電化學催化反應及電催化材料類型、結構特點、性能測量、以及數據分析方法,了解電解水製氫學科的發展前沿、熱點和問題,使學生了解電化學催化的基本理論和基礎知識,為(wei) 學生今後的學習(xi) 及工作實踐打下寬厚的基礎。課題過程中培養(yang) 學生的科研興(xing) 趣和創新理念,熟練掌握實驗操作的同時,理解基礎科學與(yu) 新材料、化學等交叉領域的緊密關(guan) 係。

適合人群:

化學工程、環境科學、材料科學等感興(xing) 趣的學生

來希望在化學工程專(zhuan) 業(ye) 發展的學生

想要學習(xi) 論文寫(xie) 作,鍛煉學術語言的使用及提升學術能力的學生

有意願從(cong) 事科研實踐,產(chan) 出學術科研報告和論文成果的學生

希望在該領域深入研究,培養(yang) 學術思維,提升學術背景軟實力的學生

項目安排:

1 項目周期:

37課時科研先導課+線下一周進實驗室

2 課題大綱:

電化學與(yu) 電化學催化:了解電化學與(yu) 電化學催化的基礎知識(過去、現在和未來);了解電化學與(yu) 電催化理論框架、電解水的基本原理及實驗研究進展。

無鉑電催化材料的製備合成:了解電催化析氫材料的合成基本原理和測試方法;學習(xi) 由電化學工作站等組成的電化學催化係統的測試方法並進行實踐。

電催化數據分析:了解電催化反應數據分析;學習(xi) 電化學催化反應數據分析方法,使用Origin等軟件進行數據分析實踐。

3 課程安排:

第一天

上午:開營儀(yi) 式、學員分組;理論學習(xi) :了解電化學理論框架、電催化的基本原理。

下午:理論與(yu) 實驗室參觀;參觀了解實驗室及相關(guan) 實驗設備,介紹實驗研究進展。

晚上:當天實驗報告撰寫(xie) (原理、材料、方法、步驟);完成論文選題、提綱、意義(yi) 部分撰寫(xie) 。

思考問題:人類為(wei) 什麽(me) 需要研究氫能源?

第二天

上午:理論學習(xi) --MOF合成方法簡介

下午:實踐操作--合成MOF材料

晚上:當天實驗報告撰寫(xie) (原理、材料、方法、步驟);完成論文研究背景部分撰寫(xie) 。

思考問題:MOF材料有什麽(me) 優(you) 點?

第三天

上午:理論學習(xi) --材料熱解

下午:實踐操作--MOF材料熱解合成催化材料(備注:具體(ti) 的實踐安排需根據實驗設備狀況進行調整)

晚上:當天實驗報告撰寫(xie) (原理、材料、方法、步驟);完成論文項目方案部分撰寫(xie) 。

思考問題:為(wei) 何需要對MOF材料進行熱解?

第四天

上午:理論學習(xi) --電解水析氫理論

下午:實踐操作--利用合成的材料製備修飾電極

晚上:當天實驗報告撰寫(xie) (原理、材料、方法、步驟) 完成論文總結部分撰寫(xie) 。

思考問題:為(wei) 何電解水析氫反應的活性要用電位來測量?

第五天

上午:理論學習(xi) --電解水析氫反應操作的基本原理

下午:實驗操作--電解水析氫實驗

晚上:當天實驗報告撰寫(xie) (原理、材料、方法、步驟) 完成論文參考文獻部分撰寫(xie) 。

第六天

上午:理論學習(xi) --分析采集數據

下午:完成調研報告撰寫(xie) 和PPT製作

晚上:完成論文修改,完成匯報PPT製作

第七天

上午:通過教授與(yu) 學生的互動,了解學生學習(xi) 效果。學生的最終Presentation和討論,教授作針對性的點評,教授總結、講評。

項目產(chan) 出:

產(chan) 出實驗報告/科研論文,優(you) 秀作品可獲國內(nei) 外期刊發表

與(yu) 教授親(qin) 密接觸,獲得其實名推薦信,教授特別認可的學生可獲得網推機會(hui)

獲得由教授簽發的項目證書(shu)

項目報告

助力申請:參加科研項目之前:履曆上沒有深度經曆

🈶科研項目之後:豐(feng) 富履曆,提高升學、求職成功概率

參加科研項目之前:申請文書(shu) 陳詞濫調

🈶科研項目之後:積累高含金量文書(shu) 素材,打造個(ge) 性化申請故事,展現背景軟實力

參加科研項目之前:適應不了名校學習(xi) 節奏

🈶科研項目之後:夯實基礎,以豐(feng) 富的經驗和前沿的思維快人一步

機構就業(ye) 方向

化學工程專(zhuan) 業(ye) 就業(ye) 前景非常廣泛。可以到科研院所、高等院校從(cong) 事化學工程與(yu) 工藝相關(guan) 科研、教學等工作。適合化工、製藥、醫藥、生化製藥、生物工程、無機新材料、化工、輕工、能源等行業(ye) ,以及工廠、企業(ye) 、技術和行政部門從(cong) 事應用研究、科技開發等工作。

院校排名機構

1. 麻省理工學院 United States

2. 斯坦福大學 United States

3. 劍橋大學 United Kingdom

4. 加州大學伯克利分校 United States

5. 蘇黎世聯邦理工學院 Switzerland

6. 新加坡國立大學 Singapore

7. 帝國理工學院 United Kingdom

8. 代爾夫特理工大學 Netherlands

9. 牛津大學 United Kingdom

10. 南洋理工大學 Singapore

【競賽報名/項目谘詢+微信:mollywei007】

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