张雷教授在高效三功能电催化剂研究领域取得重要进展

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近日，材料科学与工程学院“清洁能源转化与高效利用”学科团队负责人张雷教授在国际著名学术期刊ACS Nano上发表了题为《Co/MoCNanoparticlesEmbedded inCarbonNanoboxes asRobustTrifunctionalElectrocatalysts for a Zn-Air Batteryand Water Electrocatalysis》的最新研究成果。《ACS Nano》2021年最新影响因子为15.9，是工程、材料与化学领域的权威期刊，同时该刊也被国际公认的自然指数选定为顶级期刊（自然指数期刊2014年开始选定68种，2018年改为82种，是评价高水平学术论文的重要标志）。据悉，这是我校首次以第一署名单位在IF˃10的自然指数顶级期刊上发表文章。

所设计的三功能电催化剂的结构模型图及其锌空电池性能

     开发高效稳定的氧还原（ORR）、电化学析氧（OER）和电化学析氢（HER）三功能电催化剂是实现可充锌空电池和电解水的关键。通常，不同的催化反应具有不同的反应机理和动力学过程，因此需要不同的活性位点来催化上述反应。然而，由于以往不恰当的结构设计，使得仅具有单一活性中心的催化剂，难以同时满足高效的ORR/OER/HER过程。针对这一技术难题，研究团队通过在空心结构的内外壁上锚定不同的活性中心，并借助它们之间的界面电荷转移，实现了ORR/OER/HER三功能电催化活性的协同增强。进一步研究表明，采用该催化剂组装的锌空电池和水电解槽表现出了优异的催化活性和稳定性。因此，该策略为下一代可逆能源转化系统中多功能电催化剂的设计和发展提供了新思路，可广泛应用于金属空气电池、燃料电池、全解水以及其他能源储存和转换领域。
     张雷教授为该论文的通讯作者，2018级硕士研究生朱元鑫为该论文的完成做出了重要的贡献。
     此项研究工作得到了国家自然科学基金面上项目、安徽理工大学“青尖人才”培养工程等基金的资助。
     论文链接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.1c03766


     文章来源：安徽理工大学

      张雷，男，博士，副教授，硕士生导师。2011年6月毕业于南京大学配位化学国家重点实验室，同年进入安徽理工大学材料科学与工程学院从事教学及科研工作。主讲《废弃物资源化工程原理与利用》，《纳米材料与纳米技术》等本科生课程。主要从事无机光电功能材料的理性设计与性能调控研究。

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