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[材料资讯] 黄富强研究员和王家成研究员团队在碱性析氢催化剂设计方面取得进展

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发表于 2023-2-7 10:46:26 | 显示全部楼层 |阅读模式
催化剂在电化学过程的原位重构通常能够得到无定形/富缺陷的结构;更大的电化学活性面积,优化的吸附特性以及更快的电荷传输能力,能够更好地展现催化活性与稳定性。然而大多数预催化剂在电驱动下发生的都是表面重构,使得内部大量原子无法与电解液接触,原子利用率低。重构的程度与反应环境高度相关,会随着pH、温度、电解液与施加电压的变化而改变,不利于催化剂的工业应用。因此,发展出能够完全重构,并且组分简单的预催化剂对促进电化学过程的活性与稳定性具有重要意义。
  上海硅酸盐所黄富强研究员和王家成研究员团队从新化合物Cs3Rh2I9出发,通过简易的溶解/沉积法,将其以团簇形式(~1.7 nm)铆钉在高石墨化氮掺杂碳纳米片上(NC,Adv. Energy Mater., 2021, 11, 2101050)。该材料在电还原条件下会自发重构,自下而上地形成富含晶界与应力的铑颗粒(~2.2 nm)。而对于块体Cs3Rh2I9,却只能在电还原条件下自上而下分解成大尺寸铑颗粒。在氢氧化钾和氯碱电解液中,Cs3Rh2I9/NC均表现出优异的析氢活性与稳定性。

碱性析氢催化剂

碱性析氢催化剂
Cs3Rh2I9晶体与纳米团簇的制备及其电化学原位重构
  相关成果以“Bottom-up evolution of perovskite clusters into high-activity rhodium nanoparticles toward alkaline hydrogen evolution”为题发表在Nature Communications期刊。上海硅酸盐所2022届博士研究生林高鑫、张壮和2020届硕士研究生鞠强健为论文第一作者,黄富强研究员和王家成研究员为论文通讯作者。该研究工作得到国家自然科学基金、上海市科委等项目的资助和支持。  
  论文链接:https://www.nature.com/articles/s41467-023-35783-y
       文章来源:上海硅酸盐所
       黄富强,上海硅酸盐所研究员,人社部百千万人才工程专家,国家杰出青年基金获得者、科技部重点领域创新团队负责人、国家重点研发计划首席科学家,中科院百人计划引进回国。围绕新能源材料的基础前沿及产业应用研究,取得的系列创新成果包括:1)发现了复杂晶体结构中原子基团的相似相聚特性,提出了多物理量协同的结构功能区新概念和堆积因子理论模型,发现了若干性能优异的新能源材料;2)提出了多尺度结构和性能的设计理论,发明了独特结构的类石墨烯和氮掺杂介孔少层碳,突破碳基双电层储能极限;3)发展出铜铟镓硒太阳能电池的低成本非真空新制备,完成兆瓦级中试,成功进行了示范电站的建立和运行。新型光电材料与器件的结构调控与性能优化项目,获上海市自然科学一等奖(2016年)、国家自然科学二等奖(2017年)。发表Science、Nature Mater.等在内的论文300余篇,他引13000余次,30余篇ESI高被引论文,入选2015、2016、2017年高被引学者。授权专利86项,其中13项专利许可费达1000万元。
      王家成,男,工学博士,中国科学院上海硅酸盐研究所研究员,中科院“百人计划”入选者。2000年毕业于南京工业大学材料科学与工程学院,获学士学位;2007年毕业于中国科学院上海硅酸盐研究所,获工学博士学位,攻读博士学位期间荣获严东生奖学金;先后在日本东京大学、德国德累斯顿工业大学和英国卡迪夫大学从事科研工作近6年;2013年入选中国科学院“引进海外杰出人才”(百人计划)并回所工作。累计在Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Funct. Mater., Energy Storage Mater., Sci. Rep., ACS Catal., Adv. Mater. Interfaces, Chem. Commun., J. Mater. Chem., Carbon等国际期刊上发表学术论文70余篇,被引用1500余次。担任Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., J. Am. Chem. Soc., Small, Biomater. Sci., Chem. Commun., Chem. Soc. Rev., Energy Environ. Sci.,等多个学术期刊的评审专家;担任国际学术期刊Nano Advances(ISSN 2415 – 1386, www.nanoadvances.org)的共同创刊主编。



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