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【亮点论文】银凤翔-陈标华课题组在Journal of Materials Chemistry A上发表“热点论文”

   发布时间: 2021-01-04    访问次数: 328

【亮点论文】银凤翔-陈标华课题组在Journal of Materials Chemistry A上发表“热点论文”


CoNi alloys with slight oxidation@N,O Co-doped carbon: enhanced collective contributions of cores and shells to multifunctional electrocatalytic activity and Zn–air batteries

Xiaobo He, Fengxiang Yin*, Guoru Li, Biaohua Chen, Shuo Wang and Mingcheng Gu


氧气还原、氧气析出以及氢气析出等小分子电催化反应是锌空气电池、锂空气电池、燃料电池以及电化学分解水制氢等能量存储与转换技术的核心反应,然而它们均是动力学慢反应,都需要使用催化剂来加速它们的反应,从而提高存储和转换效率。在单一催化剂上实现多功能电催化一直是该领域研究的热点和重点,这对于降低上述能量存储与转换器件结构的复杂性、大幅度提高性能,促进它们的产业化都具有重要意义。银凤翔-陈标华课题组的何小波副研究员利用CoNi-双金属有机骨架材料为前驱体,开发了一种“表面轻微氧化的CoNi 合金@/氧共掺杂碳”的多功能催化剂。这种多功能催化剂拥有媲美于贵金属催化剂的氧气还原、氧气析出以及氢气析出的高效电催化性能。更为突出的是,这种电催化剂使得锌空气电池拥有98.6%的理论比容量和74.8%的理论能量密度,并且超过100小时运行后锌空气电池的性能几乎没有衰减。深入的构-效关系研究发现,该催化剂中CoNi合金纳米颗粒表面存在的少量氧化层起到了关键作用。这种关键作用主要体现在以下两个方面:(一)少量氧化层“富含”氧空位,氧空位促进了从CoNi合金纳米颗粒(核心)到氮/氧共掺杂碳(外壳)的电子转移,从而优化了在电催化过程中起直接催化作用的氮/氧共掺杂碳中活性位的电子结构及其对反应物种的吸脱附能力,最终使得CoNi合金纳米颗粒(核心)和氮/氧共掺杂碳(外壳)在多功能电催化过程中能够分别“间接”与“直接”地贡献各自的作用;(二)“富含”氧空位的少量氧化层还增强了催化剂的整体导电性,从而促进了催化剂、电解液与气态反应物(产物)之间的三相界面电荷转移,最终有利于加速多功能电催化反应过程。

此项研究得到了江苏省绿色催化重点实验室、国家自然科学基金以及江苏省自然科学基金的资助,并于近日发表于国际顶级期刊Journal of Materials Chemistry A上。因该项研究工作的创新性和对本领域研究的重要贡献,Journal of Materials Chemistry A将其评为“热点论文”(Hot Papers)。

 Journal of Materials Chemistry A是材料化学领域的顶级刊物,在材料化学、物理化学、能源与燃料等学科领域享有盛誉,最新影响因子为11.301,中科院分区为一区。






全文链接:https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ta/d0ta08865j/unauth#!divAbstract


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