復納科技亮相電催化會(huì )議，干法納米顆粒合成與打印賦能催化研究！

由中國化學(xué)會(huì )電化學(xué)專(zhuān)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 中國化學(xué)會(huì )電催化與電合成國際研討會(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 VSParticle 技術(shù)在多個(gè)領(lǐng)域的潛在應用表示高度關(guān)注，尤其是在電催化領(lǐng)域的應用。

來(lái)自 VSParticle 的技術(shù)銷(xiāo)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，詳細介紹了 VSParticle 干法合成與打印納米顆粒的技術(shù)優(yōu)勢和應用案例。

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(guān)結構、粒徑大小、成分及分布直接決定其活性和穩定性。因此，如何精準、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)需復雜的后處理步驟。

火花燒蝕技術(shù)原理圖

? 核心優(yōu)勢

• 高精度合成：能夠調控納米顆粒的尺寸和分布。

• 綠色環(huán)保：無(wú)需使用前驅體或溶劑，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，廣泛應用于催化、傳感、能源存儲等領(lǐng)域。

• 可擴展性強：技術(shù)可擴展性強，能夠滿(mǎn)足從實(shí)驗室研究到工業(yè)生產(chǎn)的多樣化需求。

? VSParticle 技術(shù)在催化研究中的應用

AI 高通量催化劑篩選

為了加速電催化劑的發(fā)現，Meta 的 FAIR 團隊一直在開(kāi)發(fā)人工智能模型，以便在數小時(shí)而不是數月內識別候選催化劑。然而，將這些預測轉化為可擴展的商業(yè)化應用仍然是一項復雜的挑戰，通常需要長(cháng)達 15 年的時(shí)間。與此同時(shí)，訓練人工智能模型來(lái)預測最佳電催化劑材料需要大量且多樣化的實(shí)驗數據集，而這依靠傳統方法很難實(shí)現。

VSP、Meta（原 Facebook) 和 UOT 攜手在實(shí)驗室中測試數百種且多樣化材料的數據集—創(chuàng )建開(kāi)源催化數據庫。VSP-P1 納米打印沉積系統使用一種稱(chēng)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，得到了傳統方法較難合成的 525 種催化劑，人工智能模型預測這些材料是二氧化碳還原反應 (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(lài)于鉑基陰極和銥基陽(yáng)催化劑，雖然部分文獻已經(jīng)報道了鉑催化劑的替代品（Mo，Ag，CoP 等），以及降低 Pt 的負載量的方案。但對于陽(yáng)極 Ir 催化劑，依然沒(méi)有較好的替代品或降低負載量的方案。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 的初始氣溶膠顆粒，再利用沖壓沉積原理配合打印模塊進(jìn)行氣溶膠直寫(xiě)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簇 Ir 顆粒

型號推薦——VSParticle 納米氣溶膠沉積系統

VSP-P1 納米印刷沉積系統

VSP-P1 納米印刷沉積系統是 VSParticle 產(chǎn)品線(xiàn)中的設備，專(zhuān)為材料開(kāi)發(fā)和小規模生產(chǎn)測試而設計。利用火花燒蝕材料的沖壓沉積技術(shù)，能夠實(shí)現從稀疏團聚體到厚達幾微米的連續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體類(lèi)的納米薄膜應用中實(shí)現精細的厚度控制。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)只需安裝電極并設置參數，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

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