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化科院青年教师在Advanced Science上发表研究论文

近期,化科院青年教师邱晓雨博士在氧还原电催化剂的研究以“Isolated Fe Single Atomic Sites Anchored on Highly-steady Hollow Graphene Nanospheres as an Efficient Electrocatalyst for the Oxygen Reduction Reaction”为题发表在Advanced Science上。Advanced Science是材料领域顶级期刊之一,2018年影响因子12.441。文章第一编辑为邱晓雨博士,通讯编辑为徐林副教授和唐亚文教授。

 

目前,燃料电池阴极氧还原反应普遍存在动力学速率缓慢等缺点,极大地阻碍了燃料电池的商业化应用;此外,商业化氧还原电催化剂仍依赖于贵金属Pt/C催化剂,Pt储量稀少、成本高昂、稳定性差等缺陷限制了其大规模应用。因此,开发低价、高效、具有和商业化Pt/C催化剂相媲美的非贵金属催化剂对于燃料电池的商业化具有重要意义。 研究表明,单原子催化剂由于其具有独特的物理化学性质,如高催化活性、稳定性和选择性、100%的原子利用率,在电催化具有广阔的应用前景。基于此,唐亚文课题组报道了一种以高稳态三维石墨烯空心球为骨架的高活性单原子Fe电催化剂。该方法以SiO2为硬模板,选取了大环结构的FePc为前驱体,通过静电引力和π-π堆积作用来巧妙地设计合成单原子催化剂。内部的三维石墨烯导电层能够有效的促进电子传递,并且对外部的单原子Fe具有很好的锚定作用,避免Oswald熟化效应。外部Fe单原子代表独立存在的活性中心和充分暴露活性位点,能够最大限度地提高每个活性原子的利用率。结果表明,在碱性条件下,该催化剂对ORR存在着优越的电化学催化活性、稳定性和抗毒化性能,起始还原电位达到了1.05 V,半波电位电位达到0.87 V。

该研究工作得到了江苏省新型动力电池重点实验室、江苏省生物医药功能材料协同创新中心、生物医药功能材料国家地方联合工程中心、国家自然科学基金、江苏省优势学科建设项目等项目的支撑。

文章链接: https://doi.org/10.1002/advs.201801103

化学与材料科学学院

江苏省新型动力电池重点实验室

2018.12.13

发布时间:2018/12/13
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