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由中國(guó)化學(xué)會(huì)電化學(xué)專業(yè)委員會(huì)主辦，湘潭大學(xué)、湖南大學(xué)共同主辦，湘潭大學(xué)承辦、湖南科陽(yáng)會(huì)展有限公司協(xié)辦的“2025 中國(guó)化學(xué)會(huì)電催化與電合成國(guó)際研討會(huì)暨電化學(xué)青年學(xué)者論壇"于 2025 年3 月 28-30 日在湖南省湘潭市順利召開(kāi)。

Part 1.  交流合作 推動(dòng)電催化研究創(chuàng)新

復(fù)納科技作為先進(jìn)可靠的科學(xué)儀器和解決方案提供者，攜帶VSParticle-G1 納米粒子發(fā)生器樣機(jī)參加了本次會(huì)議。VSP-G1 采用火花燒蝕技術(shù)原理，能夠生成尺寸范圍在 1-20 nm 的純金屬、金屬氧化物、合金納米氣溶膠等材料，吸引了參會(huì)人員的廣泛關(guān)注。參會(huì)人員對(duì) VSParticle 技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域的潛在應(yīng)用表示高度關(guān)注，尤其是在電催化領(lǐng)域的應(yīng)用。

來(lái)自 VSParticle 的技術(shù)銷售工程師 Vincent Mazzola 也出席了本次會(huì)議。Vincent 在會(huì)議期間與多位與會(huì)者進(jìn)行了深入交流，詳細(xì)介紹了 VSParticle 干法合成與打印納米顆粒的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和應(yīng)用案例。

Part.2. VSParticle 技術(shù)賦能催化研究

在電催化研究中，催化劑的微觀結(jié)構(gòu)、粒徑大小、成分及分布直接決定其活性和穩(wěn)定性。因此，如何精準(zhǔn)、可控地制備高性能納米催化劑，是研究人員關(guān)注的核心問(wèn)題。VSParticle 技術(shù)以其火花燒蝕合成技術(shù)，提供了一種高效、可控且純凈的納米材料制備方式，為電催化研究帶來(lái)了新的可能性。

Spark Ablation（火花燒蝕）是一種先進(jìn)的納米材料合成技術(shù)，通過(guò)高精度的火花放電過(guò)程，將金屬或半導(dǎo)體材料瞬間氣化并快速冷卻，形成納米顆粒。這些納米顆粒具有高度均勻的尺寸分布、純凈無(wú)雜質(zhì)的特性，并且可以在多種基底上直接沉積和圖案化，無(wú)需復(fù)雜的后處理步驟。

火花燒蝕技術(shù)原理圖

? 核心優(yōu)勢(shì)

• 高精度合成：能夠調(diào)控納米顆粒的尺寸和分布。

• 綠色環(huán)保：無(wú)需使用前驅(qū)體或溶劑，減少了化學(xué)廢棄物的產(chǎn)生，是一種環(huán)境友好的合成方法。

• 多功能應(yīng)用：適用于多種材料（如金屬、金屬氧化物、合金等），并可與多種基底（如硅、金屬、聚合物、紙等）兼容，廣泛應(yīng)用于催化、傳感、能源存儲(chǔ)等領(lǐng)域。

• 可擴(kuò)展性強(qiáng)：技術(shù)可擴(kuò)展性強(qiáng)，能夠滿足從實(shí)驗(yàn)室研究到工業(yè)生產(chǎn)的多樣化需求。

? VSParticle 技術(shù)在催化研究中的應(yīng)用

AI 高通量催化劑篩選

為了加速電催化劑的發(fā)現(xiàn)，Meta 的 FAIR 團(tuán)隊(duì)一直在開(kāi)發(fā)人工智能模型，以便在數(shù)小時(shí)而不是數(shù)月內(nèi)識(shí)別候選催化劑。然而，將這些預(yù)測(cè)轉(zhuǎn)化為可擴(kuò)展的商業(yè)化應(yīng)用仍然是一項(xiàng)復(fù)雜的挑戰(zhàn)，通常需要長(zhǎng)達(dá) 15 年的時(shí)間。與此同時(shí)，訓(xùn)練人工智能模型來(lái)預(yù)測(cè)最佳電催化劑材料需要大量且多樣化的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)集，而這依靠傳統(tǒng)方法很難實(shí)現(xiàn)。

VSP、Meta（原 Facebook) 和 UOT 攜手在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)試數(shù)百種且多樣化材料的數(shù)據(jù)集—?jiǎng)?chuàng)建開(kāi)源催化數(shù)據(jù)庫(kù)。VSP-P1 納米打印沉積系統(tǒng)使用一種稱為火花燒蝕的氣相沉積工藝，通過(guò)將每種材料汽化成納米顆粒，得到了傳統(tǒng)方法較難合成的 525 種催化劑，人工智能模型預(yù)測(cè)這些材料是二氧化碳還原反應(yīng) (CO2RR) 的最佳候選材料。

2.干法膜電極打印納米催化劑

先進(jìn)的 PEM 電解槽方案依賴于鉑基陰極和銥基陽(yáng)催化劑，雖然部分文獻(xiàn)已經(jīng)報(bào)道了鉑催化劑的替代品（Mo，Ag，CoP 等），以及降低 Pt 的負(fù)載量的方案。但對(duì)于陽(yáng)極 Ir 催化劑，依然沒(méi)有較好的替代品或降低負(fù)載量的方案。由于 Ir 仍是地球上最稀缺的金屬元素，催化劑的使用量限制電解水制氫發(fā)展。

VSParticle 公司提出一種新型的工藝采用干法電極技術(shù)，直接將催化劑顆粒進(jìn)行涂布，從而避免引入液體溶劑和大量粘結(jié)劑。該工藝通過(guò)放電等離子體在流動(dòng)的氣氛中形成 1-20nm 的初始?xì)馊苣z顆粒，再利用沖壓沉積原理配合打印模塊進(jìn)行氣溶膠直寫沉積。

商業(yè) Ir 催化劑尺寸較大，而氣溶膠沉積可制備出更小的團(tuán)簇 Ir 顆粒

型號(hào)推薦——VSParticle 納米氣溶膠沉積系統(tǒng)

VSP-P1 納米印刷沉積系統(tǒng)

VSP-P1 納米印刷沉積系統(tǒng)是 VSParticle 產(chǎn)品線中的設(shè)備，專為材料開(kāi)發(fā)和小規(guī)模生產(chǎn)測(cè)試而設(shè)計(jì)。利用火花燒蝕材料的沖壓沉積技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)從稀疏團(tuán)聚體到厚達(dá)幾微米的連續(xù)層的不同層厚度印刷沉積。它的圖案化打印功能使得研究人員能夠在非半導(dǎo)體類的納米薄膜應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)精細(xì)的厚度控制。VSP-P1 在高效催化劑涂層膜的開(kāi)發(fā)、電催化劑篩選和氣體傳感器研究中展現(xiàn)了其性能和靈活性。

VSP-G1 納米粒子發(fā)生器

VSP-G1 納米粒子發(fā)生器是一臺(tái)桌面式儀器，可生成尺寸范圍為 1 – 20 nm 的純金屬、金屬氧化物、碳、半導(dǎo)體、合金納米氣溶膠材料。納米顆粒的生產(chǎn)采用純物理火花燒蝕技術(shù)制備，在氣相中進(jìn)行，無(wú)需真空，無(wú)需使用表面活性劑或前驅(qū)體。用于納米粒子生產(chǎn)的源材料僅需材料制成所需的兩根靶材（電極），使用時(shí)只需安裝電極并設(shè)置參數(shù)，按下按鈕即可開(kāi)始生成納米顆粒。

VSP-S1 納米粒徑篩選沉積系統(tǒng)

VSP-S1 是 VSP-G1 的理想伴侶，它是一款用戶友好的納米粒子尺寸選擇器，能夠輕松篩選出 1-10nm 范圍內(nèi)的單一尺寸顆粒。VSP-S1 納米粒徑篩選沉積系統(tǒng)提供 0.1nm 分辨率的精準(zhǔn)控制；適用于原位 TEM 研究和尺寸依賴的效應(yīng)研究；具備實(shí)時(shí)跟蹤功能，確保樣品一致性和可靠性。