邝允 教授 博士 研究领域: 新材料,石油炼制,石油化工,精细化工 研究方向: 无机功能纳米材料的结构设计、可控合成及电催化应用 所在单位: 深圳清华大学研究院

基本信息

所在单位:
深圳清华大学研究院
单位类型:
高等院校
职称:
教授
最高学历:
博士
教育经历:
2006.09 至 2010.06, 北京化工大学, 工学学士
2010.09 至 2015.06, 北京化工大学, 理学博士
工作经历:
2015.07 至 2020.12, 北京化工大学,理学院,副教授
2017.01 至 2019.10, 美国斯坦福大学,化学系,访问副教授
2020.12 至 2023.03, 北京化工大学,化学系,教授
2023-03 至今, 深圳清华大学研究院,海洋氢能研发中心,教授/副主任
专家介绍:
电解水制氢是获取“绿氢”的根本途径,利用海洋可再生能源(如海上风电)就地制氢,能够解决深远海能源输送的难题。然而,传统碱性电解水和质子交换膜电解水制氢路线高度依赖超纯水,在深远海需要建立复杂的多级淡化、纯化装置,工艺复杂、占地面积大、深远海平台投资成本高、维护成本高。发展电解海水制氢技术,将摆脱对超纯水的依赖,降低海洋可再生能源制氢成本,能够产生巨大的经济、社会效益。但是,海水中大量存在的氯化钠会导致氯氧化副反应、电极腐蚀、能效下降、盐析出等系列问题。如何调控催化反应界面,避免海水中氯离子的吸附氧化、配位腐蚀与结晶析出是电解海水制氢的关键科学问题。

申请人近年来围绕电解海水制氢关键催化材料和电解系统开展基础和应用基础研究,着重解决三个挑战:(1)针对氯离子吸附氧化导致电解选择性变差的问题,发展基于氧桥双金属和金属/金属氧化物界面调控催化活性中心策略,大幅提升了电解海水催化材料活性并完全抑制了氯氧化副反应,在降低电解能耗同时实现100%析氢、析氧选择性;(2)针对氯离子配位吸附导致的电极腐蚀问题和气泡粘附导致的扩散传质问题,提出多聚阴离子界面和表面活性剂双分子层界面构筑策略,实现离子、分子选择性输运,抑制了电极腐蚀,增强了气液传质效率,提高了电极稳定性和能效。(3)针对工业电解工况下海水消耗、盐积累导致的电解副反应加剧、稳定性下降问题,提出同离子效应降低电解液饱和氯化钠浓度方法,设计“氢、氧、盐”联产工艺。在上述研究基础上,搭建了10kW和100kW连续、稳定电解海水装置,产氢能耗低于4.4 kWh/Nm3。

申请人以(共同)通讯或第一作者在PNAS、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.、Joule、Chem、Research等专业学术期刊发表文章40余篇,5篇文章入选ESI高被引论文,受邀撰写Chem. Soc. Rev.综述一篇。授权发明专利17项,其中两项专利实现产业化转化。发展的电解海水制氢技术经中国可再生能源学会组织专家鉴定技术整体国际领先,获中国可再生能源学会技术发明一等奖(第二完成人),技术在深圳能源集团、中国海洋石油集团开展产业示范验证,研究成果被新华网、科技日报、中国科学报、中国科学院、基金委(网站)、Forbes等国内外知名媒体报道。

科研能力

研究领域:
新材料,石油炼制,石油化工,精细化工
研究方向:
无机功能纳米材料的结构设计、可控合成及电催化应用
英文标签:
Oxygen Evolution Reaction;Electrocatalysis;Seawater Splitting;Co2 Reduction;Oxygen Evolution;Layered Double Hydroxide;Hydrogen Evolution Reaction;Hydrogen Production;Stability;Solar Driven
论文著作:
1. Solar-driven, Highly Sustained Splitting of Seawater into Hydrogen and Oxygen Fuels.
Yun Kuang; Michael J. Kenney; Yongtao Meng; Wei-Hsuan Hung; Yijin Liu; Jianan Erick Huang; Rohit Prasanna; Pengsong Li; Yaping Li; Lei Wang; Meng-Chang Lin; Michael D. McGehee; Xiaoming Sun; Hongjie Dai
Proceedings of the National Academy of Sciences, 2019

2. Tuning Electronic Structure of NiFe Layered Double Hydroxides with Vanadium Doping Toward High Efficient Electrocatalytic Water Oxidation
Pengsong Li; Xinxuan Duan; Yun Kuang; Yaping Li; Guoxin Zhang; Wen Liu; Xiaoming Sun
Advanced Energy Materials, 2018

3. Boosting Oxygen Evolution of Single-Atomic Ruthenium Through Electronic Coupling with Cobalt-Iron Layered Double Hydroxides
Pengsong Li; Maoyu Wang; Xinxuan Duan; Lirong Zheng; Xiaopeng Cheng; Yuefei Zhang; Yun Kuang; Yaping Li; Qing Ma; Zhenxing Feng; Wen Liu; Xiaoming Sun
Nature Communications, 2019

4. Single‐Crystalline Ultrathin Co3O4 Nanosheets with Massive Vacancy Defects for Enhanced Electrocatalysis
Zhao Cai; Yongmin Bi; Enyuan Hu; Wen Liu; Nico Dwarica; Yang Tian; Xiaolin Li; Yun Kuang; Yaping Li; Xiao-Qing Yang; Hailiang Wang; Xiaoming Sun
Advanced Energy Materials, 2017

5. Layered Double Hydroxide-Based Electrocatalysts for the Oxygen Evolution Reaction: Identification and Tailoring of Active Sites, and Superaerophobic Nanoarray Electrode Assembly
Daojin Zhou; Pengsong Li; Xiao Lin; Adam McKinley; Yun Kuang; Wen Liu; Wen-Feng Lin; Xiaoming Sun; Xue Duan
Chemical Society reviews, 2021

6. NiFe Hydroxide Lattice Tensile Strain: Enhancement of Adsorption of Oxygenated Intermediates for Efficient Water Oxidation Catalysis
Daojin Zhou; Shiyuan Wang; Yin Jia; Xuya Xiong; Hongbin Yang; Song Liu; Jialun Tang; Junming Zhang; Dong Liu; Lirong Zheng; Yun Kuang; Xiaoming Sun; Bin Liu
Angewandte Chemie International Edition, 2018

7. Introducing Fe2+ into Nickel–Iron Layered Double Hydroxide: Local Structure Modulated Water Oxidation Activity
Zhao Cai; Daojin Zhou; Maoyu Wang; Seong-Min Bak; Yueshen Wu; Zishan Wu; Yang Tian; Xuya Xiong; Yaping Li; Wen Liu; Samira Siahrostami; Yun Kuang; Xiao-Qing Yang; Haohong Duan; Zhenxing Feng
Angewandte Chemie International Edition, 2018

8. Ternary NiCoP Nanosheet Arrays: an Excellent Bifunctional Catalyst for Alkaline Overall Water Splitting
Yingjie Li; Haichuan Zhang; Ming Jiang; Yun Kuang; Xiaoming Sun; Xue Duan
Nano Research, 2016

9. Bright Quantum Dots Emitting at ∼1,600 Nm in the NIR-IIb Window for Deep Tissue Fluorescence Imaging.
Mingxi Zhang; Jingying Yue; Ran Cui; Zhuoran Ma; Hao Wan; Feifei Wang; Shoujun Zhu; Ying Zhou; Yun Kuang; Yeteng Zhong; Dai-Wen Pang; Hongjie Dai
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA, 2018

10. NiCoFe‐Layered Double Hydroxides/N‐Doped Graphene Oxide Array Colloid Composite As an Efficient Bifunctional Catalyst for Oxygen Electrocatalytic Reactions
Daojin Zhou; Zhao Cai; Xiaodong Lei; Weiliang Tian; Yongmin Bi; Yin Jia; Nana Han; Tengfei Gao; Qian Zhang; Yun Kuang; Junqing Pan; Xiaoming Sun; Xue Duan
Advanced energy materials, 2017
发明专利:
1. 一种含有氨硼烷的氢缓释剂及其用途
北京化工大学
邝允; 孙晓明; 李佳伟
公开日期: 2025-02-25 申请日期: 2020-01-07 公开号: CN111153382B

2. 一种用于电解水制氢装置的压力平衡阀门及其控制方法和包含其的电解水制氢装置
深圳能源集团股份有限公司; 深圳清华大学研究院
廖梅; 邝允; 胡斌; 但昭旺; 叶枫; 杨凡
公开日期: 2024-12-13 申请日期: 2024-09-18 公开号: CN119123130A

3. 一种烷基化的苯并3,6-二氢吡咯[3,2-E]吲哚分子及其制备方法、用途与储氢方法和释氢方法
北京化工大学
孙晓明; 杨盛; 邝允
公开日期: 2024-10-29 申请日期: 2024-07-25 公开号: CN118852180A

4. 一种层间插层金属含氧酸根的镍铁水滑石、其制备方法及提升电解水反应性能的方法与电解质添加剂
深圳氢致能源有限公司
周道金; 马梦泽; 孙晓明; 邝允; 经健磊
公开日期: 2024-09-13 申请日期: 2024-07-23 公开号: CN118637678A

5. 一种锡离子掺杂的水滑石纳米材料及其制备与电催化碱性盐水析氧的方法
深圳氢致能源有限公司
孙晓明; 李世航; 刘威; 邝允
公开日期: 2024-08-13 申请日期: 2024-05-09 公开号: CN118479520A

6. 一种基于超亲水A型分子筛的氢气纯化系统
中海油能源发展股份有限公司清洁能源分公司; 深圳清华大学研究院
李志川; 颜祥洲; 熊勇; 邝允; 辛慧军; 占乃大; 郭心舒; 李子航
公开日期: 2024-06-28 申请日期: 2024-03-28 公开号: CN118253158A

7. 一种多元镍钴铁磷化材料及其在海水电解产氢中的应用
深圳氢致能源有限公司
邝允; 李天水; 张兴恒; 孙晓明
公开日期: 2024-06-04 申请日期: 2024-01-12 公开号: CN118127555A

8. 一种多段式水电解制氢电解槽及调节其负载的方法
深圳氢致能源有限公司
邝允; 但昭旺; 辛慧军; 龙成坤; 董聚平
公开日期: 2024-02-09 申请日期: 2023-11-15 公开号: CN117535698A

9. 一种可持续适应电源波动的电解制氢系统及电解制氢方法
深圳氢致能源有限公司
邝允; 龙成坤; 邓泽宇; 但昭旺; 孙浩然
公开日期: 2024-02-09 申请日期: 2023-11-15 公开号: CN117535699A

10. 一种高岭土合成4A分子筛产生的碱性废液处理方法
北京化工大学
邝允; 辛慧军; 孙晓明
公开日期: 2023-12-08 申请日期: 2023-05-31 公开号: CN117185312A

11. 一种难酸溶金属氧化物掺杂的氧化钌纳米材料、其制备方法及用途
北京化工大学
邝允; 孙晓明; 刘海
公开日期: 2023-11-24 申请日期: 2022-05-16 公开号: CN117105290A

12. 一种高效节能的电解制氢系统
深圳氢致能源有限公司
邝允; 龙成坤; 但昭旺; 陈海涛; 孙浩然
公开日期: 2023-11-21 申请日期: 2023-04-13 公开号: CN220057047U

13. 一种植酸改性的水滑石纳米阵列材料及其电催化盐水析氧的方法
深圳氢致能源有限公司
孙晓明; 刘威; 李世航; 邝允
公开日期: 2023-11-03 申请日期: 2023-08-03 公开号: CN116988100A

14. 一种两性金属离子掺杂的水滑石纳米阵列材料及其电催化碱性盐水析氧的方法
深圳氢致能源有限公司
孙晓明; 刘威; 丁博宇; 邝允
公开日期: 2023-11-03 申请日期: 2023-08-03 公开号: CN116988098A

15. 一种高效节能的电解制氢方法
深圳海氢科技有限公司
邝允; 龙成坤; 但昭旺; 陈海涛; 孙浩然
公开日期: 2023-08-01 申请日期: 2023-04-13 公开号: CN116516359A

16. 一种安全稳定的电解制氢方法
深圳海氢科技有限公司
邝允; 龙成坤; 陈海涛; 孙浩然; 但昭旺
公开日期: 2023-07-14 申请日期: 2023-04-14 公开号: CN116426939A

17. 一种安全稳定的电解制氢系统
深圳海氢科技有限公司
邝允; 龙成坤; 陈海涛; 孙浩然; 但昭旺
公开日期: 2023-06-23 申请日期: 2023-04-14 公开号: CN219239787U

18. 一种电解制氢及余热利用系统
北京化工大学
杨盛; 邝允; 孙晓明; 罗亮
公开日期: 2023-04-11 申请日期: 2023-01-09 公开号: CN218842358U

19. 一种氢化钛用于消除羟基自由基的用途及防晒抗老产品
北京化工大学
孙晓明; 邝允; 高雯钦
公开日期: 2023-03-24 申请日期: 2022-04-21 公开号: CN114732750B

20. 一种过渡金属掺杂二氧化钛催化剂、其制备方法用途及电化学水氧化生产过氧化氢的装置
北京化工大学
孙晓明; 王兆磊; 邝允
公开日期: 2022-11-01 申请日期: 2022-09-13 公开号: CN115261925A
科研项目:
1. 廉价金属二维超薄纳米结构的拓扑化学合成与电化学应用
立项时间: 2017-2019 项目经费:220000

2. 用于高盐度连续海水电解制氢的电极材料与器件
立项时间: 2020

项目合作

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