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刘滋武研究员在Advanced Functional Materials发表研究论文

发布时间:2020-02-26

202027日,我校低碳能源研究江苏省高效储能技术与装备工程实验室的氢能技术研究团队刘滋武研究员课题组,应用现代分析与计算中心的大型精密仪器设备作为主要分析测试手段,在Wiley旗下高影响力期刊Advanced Functional Materials(材料学ESI刊物,JCR 1区,2019 IF 15.621)发表了题名为Phosphorous-DopedGraphite Layers with Remarkably Outstanding Electrocatalytic Activities for theOxygen and Hydrogen Evolution Reactions in Water Electrolysis的研究论文。该研究是团队自主独立研究成果,中国矿业大学为唯一署名单位。

电解水制氢是质子交换膜燃料电池领域被的研究热点。降低过电势的最有效办法是开发高性能低成本氢氧析出电催化剂,而催化剂中氢氧析出活性位的识别的问题的关键所在。在水电解催化前沿,近年出现一些杂原子掺杂新型氢氧析出碳催化剂,其中磷掺杂纳米碳催化剂的氢氧析出本征活性及其中活性结构一直没有被探索和揭示。刘滋武研究员及其团队一直致力于杂原子掺杂纳米碳催化的研究工作,持续性成果被广泛应用在离子电池、超级电容器、太阳能电池和水处理等不同领域。该论文首先通过调控温度制备一系列磷掺杂纳米石墨片,并在酸碱条件下分别考察其氢氧析出活性,结果表明碱性条件下其氧析出活性卓越,有的甚至超过目前最好的贵金属氧化铱氧析出电催化剂,同时酸性条件下的氢析出活性也超越大部分的多元共掺杂碳催化剂。相关性考察和密度泛函理论计算揭示其优越的氧析出活性主要由C-O-P官能团引起,而氢析出活性位则由磷的C3-P=O官能团分解以后所产生的五元缺陷直接提供,这为高性能低成本氢氧析出碳催化剂的开发提供有力的理论依据。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.201910741

https://onlinelibrary.wiley.xilesou.top/doi/abs/10.1002/adfm.201910741