由中國化學(xué)會電化學(xué)專業(yè)委員會主辦，湘潭大學(xué)、湖南大學(xué)共同主辦，湘潭大學(xué)承辦、湖南科陽會展有限公司協(xié)辦的“2025 中國化學(xué)會電催化與電合成國際研討會暨電化學(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。

Part 1.  交流合作 推動電催化研究創(chuàng)新

復(fù)納科技作為先進可靠的科學(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，吸引了參會人員的廣泛關(guān)注。參會人員對 VSParticle 技術(shù)在多個領(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。

來自 VSParticle 的技術(shù)銷售工程師 Vincent Mazzola 也出席了本次會議。Vincent 在會議期間與多位與會者進行了深入交流，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，為電催化研究帶來了新的可能性。

Spark Ablation（火花燒蝕）是一種先進的納米材料合成技術(shù)，通過高精度的火花放電過程，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

• 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、能源存儲等領(lǐng)域。

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

? VSParticle 技術(shù)在催化研究中的應(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 團隊一直在開發(fā)人工智能模型，以便在數(shù)小時而不是數(shù)月內(nèi)識別候選催化劑。然而，將這些預(yù)測轉(zhuǎn)化為可擴展的商業(yè)化應(yīng)用仍然是一項復(fù)雜的挑戰(zhàn)，通常需要長達 15 年的時間。與此同時，訓(xùn)練人工智能模型來預(yù)測最佳電催化劑材料需要大量且多樣化的實驗數(shù)據(jù)集，而這依靠傳統(tǒng)方法很難實現(xiàn)。

VSP、Meta（原 Facebook) 和 UOT 攜手在實驗室中測試數(shù)百種且多樣化材料的數(shù)據(jù)集—創(chuàng)建開源催化數(shù)據(jù)庫。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

先進的 PEM 電解槽方案依賴于鉑基陰極和銥基陽催化劑，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(fù)載量的方案。但對于陽極 Ir 催化劑，依然沒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。該工藝通過放電等離子體在流動的氣氛中形成 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簇 Ir 顆粒

型號推薦——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，專為材料開發(fā)和小規(guī)模生產(chǎn)測試而設(shè)計。利用火花燒蝕材料的沖壓沉積技術(shù)，能夠?qū)崿F(xiàn)從稀疏團聚體到厚達幾微米的連續(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)用中實現(xiàn)精細(xì)的厚度控制。VSP-P1 在高效催化劑涂層膜的開發(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，在氣相中進行，無需真空，無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），使用時只需安裝電極并設(shè)置參數(shù)，按下按鈕即可開始生成納米顆粒。

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；具備實時跟蹤功能，確保樣品一致性和可靠性。