上海硅酸盐所王现英

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王现英，工学博士，上海硅酸盐所研究员，博士生导师，氢能材料与器件课题组组长。入选中国科学院百人计划、上海市青年启明星、上海市优秀青年学术带头人计划。2005年7月在中国科学院上海光学精密机械研究所获博士学位，2007-2008年在美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室做访问学者。2009-2020年在上海理工大学材料学院担任“纳米催化与传感材料”研究团队带头人，并先后担任院工会主席、学院副院长等职务。累计在国际著名期刊上以第一或通讯作者发表SCl收录论文100余篇，代表性论文期刊包括Nat. Commun., Adv. Mater., Nano Lett., Chem. Mater., Small, ACS Nano, J. Mater. Chem. A等。共申请发明专利120多项。


王现英  女    中国科学院上海硅酸盐研究所
电子邮件： wangxianying@mail.sic.ac.cn
通信地址： 上海市嘉定区和硕路585号


研究领域
1、电解水制氢催化材料
2、燃料电池催化剂材料
3、电解水制氢电堆及设备
4、燃料电池发电设备


招生方向
电催化材料。氢能材料及器件

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电催化析氧反应（OER）是众多能源储存与转换技术的关键过程，近年来受到了科研人员的广泛关注。然而OER反应受限于四电子-质子耦合过程，导致析氧过电位远高于理论值（1.23 V）。因此，设计合成高效的OER催化剂是提高相关能源器件转换效率的关键。金属有机框架（MOFs）是由金属离子或金属氧簇与有机配体构筑的晶态有机-无机杂化材料。MOFs不仅结构可裁剪，而且多孔且性质可调控。此外，MOFs中的金属具有更灵活的电子结构调控性，是设计高效金属催化位点的优异平台材料。但是，目前报道的大多数MOFs材料在催化OER时会发生结构转变，形成新型催化结构，对于MOFs材料在催化析氧反应时表面重建过程以及催化机制仍缺乏系统的研究。如何巧妙地根据MOFs材料的特殊结构特征，探究其在复杂电化学环境中的转变过程，对于设计高效稳定的OER催化剂具有重要意义。

        该工作通过溶剂热法合成了泡沫镍负载的单/双/三金属MOF（NiBTC/NF, CoNiBTC/NF, FeNiBTC/NF, FeCoNiBTC/NF）。相关表征结合原位拉曼光谱学表明，当FeCoNiBTC/NF接触碱性电解液时就会发生配体流失并形成金属氢氧化物；随后施加适当氧化电压后则迅速转变为FeCoNiOx(OH)y/NF活性物种，有效促进OER过程。其他单金属和双金属MOFs也会发生了类似的结构转变，形成对应的金属羟基氧化物；而且含Fe的MOFs需要在相对更高的氧化电位下才能形成羟基氧化物，这是由于Fe元素抑制了Ni2+到Ni3+的氧化。理论计算进一步表明多金属之间的协同作用以及结构转变引起的金属配位环境变化不仅优化了金属位点的电子结构，而且调控了OER过程中*OH和*OOH之间的能垒，使得FeCoNiOx(OH)y/NF三金属MOF只需要在230 mV过电位下就可以达到100 mA·cm−2的电流密度以及80h的催化稳定性。相比于直接合成的FeCoNi-LDH/NF，这种原位形成的FeCoNiOx(OH)y/NF表现出更高的催化活性，这进一步说明了利用MOF作为优势平台材料设计制备高活性电催化剂这一策略的优越性。
        课题组网站链接：http://www.sic.cas.cn/kybm/kybm5/ktzsz/qncl/ktzjj1/。