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材料学院赵斌教授团队在电催化材料研究方面取得重要进展
发布时间: 2020-05-20 浏览次数: 10

近日,我校材料学院赵斌教授团队在双功能全电解水催化剂及可充电锌空电池双功能催化剂研究方面,取得系列重要进展。

在双功能全电解水催化剂方面,针对相同电解质中析氢/析氧双功能催化剂设计的难题,通过可控掺杂与等离子体磷化策略开发了富含面缺陷的铁掺杂NiCoP纳米片,发现该催化剂在碱性介质中表现出与掺杂量相关的选择性析氢和析氧性能。该工作以“Fe-Doped Ni-Co Phosphide Nanoplates with Planar Defects as an Efficient Bifunctional Electrocatalyst for Overall Water Splitting”为题发表于一区期刊ACS Sustainable Chemistry & Engineering (2020, 87436-7444),论文第一作者为2020届硕士生郭明静。

此外,以定向排列碳纳米管为导电骨架和模板,通过超临界二氧化碳辅助负载及原位转变的方法制备了垂直碳纳米管负载尖晶石型二元金属氧化物的纳米复合催化剂,在碱性介质中同时获得了优异的析氢和析氧性能。相关工作以“Supercritical CO2-Assisted synthesis of NiFe2O4/vertically-aligned carbon nanotube arrays hybrid as a bifunctional electrocatalyst for efficient overall water splitting”为题发表于材料科学类一区期刊Carbon2019, 145: 201-208)。论文第一作者为2019届硕士生徐勇,该工作与华中科技大学夏宝玉教授合作完成。



Fe-NiCoP全电解水器件示意图及其电解水极化曲线

(论文链接:DOI:/10.1021/acssuschemeng. 0c01467

 

在可充电锌空电池双功能电催化材料方面,与华中科技大学夏宝玉教授合作,通过调控垂直碳纳米管负载的尖晶石氧化物NiFeOx中的氧空位浓度,设计制备了具有优异析氧和氧还原双功能电催化性能的NiFeOx@VACNTs复合电催化材料,并且以其为空气电极组装了可充电锌空电池,获得了高的峰值功率密度和大于1500小时的超长循环寿命;此外,该复合催化剂还可用于柔性固态锌空电池。相关工作发表于材料科学类一区期刊Journal of Materials Chemistry A (2020, 8: 5070),题目为“Bifunctional nickel ferrite-decorated carbon nanotube arrays as free-standing air electrode for rechargeable Zn–air batteries”,论文第一作者为严雅副教授。

此外,研究团队近期还有多篇电催化材料相关论文先后发表于Electrochimica Acta (2020, 331: 135431)Dalton Transactions (2020, 49: 5563)Inorganic Chemistry Frontiers (2019, 6: 2686)等材料及化学领域的著名期刊。

NiFeOx@VACNTs复合催化剂示意图及锌空电池性能曲线

·        (论文链接:https://doi.org/10.1039/D0TA00554A