Small:三维石墨烯宏观体在电催化领域的应用

随着人类文明的进步,化石燃料过度消耗,能源与环境问题日益突出。建立新的能源体系迫在眉睫。电化学能源存储与转化技术是一种绿色、低碳、安全、环保的技术,对解决上述问题具有重要意义。然而,缓慢的电化学反应动力学是制约相关电化学存储与转化技术实用化的关键障碍。开发高效电催化剂至关重要。

三维石墨烯宏观体可以从微观到宏观尺度保持石墨烯的优势。三维骨架结构可以有效抑制石墨烯片层的堆积,进而保持大比表面积特点,暴露更多活性位点;丰富的孔结构可以存储电解液和提供更多的传质通道,进而缩短传质距离,加速传质;相互连通的石墨烯网络,可以提供更多的电子传输通道,促进电子传导;表面易功能化修饰可以赋予其催化功能;宏观体结构可以使其不需要添加粘结剂直接组装电极,进而改善电极整体导电性。这些特点使其在电催化领域应用展现了巨大潜力。因此,对三维石墨烯宏观体在电催化领域的应用进行深入系统的研究对推动相关电催化技术的发展具有重要意义。

近日,南开大学/郑州大学周震教授课题组对三维石墨烯宏观体在电催化领域的应用做了总结和评述。文章从三维石墨烯宏观体的构筑方法、功能化修饰策略及其在电催化领域应用等方面进行了系统深入的分析与总结。进一步对目前三维石墨烯宏观体在电催化领域应用存在的问题和挑战做出了探讨,并对未来的努力方向提出了科学性的见解。

该工作以“Three-Dimensional Graphene-Based Macrostructures for Electrocatalysis”为题,发表在Small 2021, 17,2005255, 10.1002/smll.202005255。南开大学助理研究员崔会娟博士为第一作者,南开大学/郑州大学周震教授为通讯作者。该论文得到了国家自然科学基金、中国博士后科学基金、天津市自然科学基金和国家重点研发计划项目的支持。

论文信息:

Three-Dimensional Graphene-Based Macrostructures for Electrocatalysis

Huijuan Cui, Yibo Guo, and Zhen Zhou*

Small

DOI: 10.1002/smll.202005255