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由中國化學會電化學專業(yè)委員會主辦，湘潭大學、湖南大學共同主辦，湘潭大學承辦、湖南科陽會展有限公司協(xié)辦的“2025 中國化學會電催化與電合成國際研討會暨電化學青年學者論壇”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

復納科技作為先進可靠的科學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注。參會人員對 VSParticle 技術在多個領域的潛在應用表示高度關注，尤其是在電催化領域的應用。

來自 VSParticle 的技術銷售工程師 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，詳細介紹了 VSParticle 干法合成與打印納米顆粒的技術優(yōu)勢和應用案例。

Part.2. VSParticle 技術賦能催化研究

在電催化研究中，催化劑的微觀結(jié)構、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、可控地制備高性能納米催化劑，是研究人員關注的核心問題。VSParticle 技術以其火花燒蝕合成技術，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，通過高精度的火花放電過程，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，無需復雜的后處理步驟。

火花燒蝕技術原理圖

? 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、能源存儲等領域。

• 可擴展性強：技術可擴展性強，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(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，將這些預測轉(zhuǎn)化為可擴展的商業(yè)化應用仍然是一項復雜的挑戰(zhàn)，通常需要長達 15 年的時間。與此同時，訓練人工智能模型來預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，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 的初始氣溶膠顆粒，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)品線中的設備，專為材料開發(fā)和小規(guī)模生產(chǎn)測試而設計。利用火花燒蝕材料的沖壓沉積技術，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體類的納米薄膜應用中實現(xiàn)精細的厚度控制。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 分辨率的精準控制；適用于原位 TEM 研究和尺寸依賴的效應研究；具備實時跟蹤功能，確保樣品一致性和可靠性。