Advanced Science:神秘的配体—揭示Fe-N-C燃料电池催化剂的真面目

清华大学深圳国际研究生院李佳和干林课题组合作,对燃料电池Fe-N-C催化剂中Fe中心的配位结构进行理论和实验研究,发现Fe活性中心在氧还原反应中自发形成了-OH轴向配体。-OH配体的存在不仅解释了不同Fe-N-C构型的相对活性顺序,同时也解释了Fe-N-C催化剂的催化活性和毒化动力学在酸碱溶液中表现出的巨大差异。

Advanced Science:神秘的配体—揭示Fe-N-C燃料电池催化剂的真面目

清华大学深圳国际研究生院李佳和干林课题组合作,对燃料电池Fe-N-C催化剂中Fe中心的配位结构进行理论和实验研究,发现Fe活性中心在氧还原反应中自发形成了-OH轴向配体。-OH配体的存在不仅解释了不同Fe-N-C构型的相对活性顺序,同时也解释了Fe-N-C催化剂的催化活性和毒化动力学在酸碱溶液中表现出的巨大差异。

Advanced Energy Materials:顺序配位法合成氧还原贵金属单原子催化剂及其活性点配位原则

北京航空航天大学材料学院水江澜课题组通过顺序配位法制备了贵金属掺杂ZIF,碳化后得到一系列高金属含量的氮配位贵金属(PM)单原子催化剂(SACs)(命名为PM1-N/C)。其中,Ir1-N/C和Rh1-N/C的ORR活性显著高于Ir/C和Rh/C,而Pt1-N/C和Pd1-N/C的ORR活性低于Pt/C和Pd/C。理论计算表明活性中心的活性取决于配位阴离子电负性与OH*在金属(111)晶面吸附能之间匹配性。

壁厚超薄、表面含孔、晶面可控的空心金属纳米晶体

美国佐治亚理工学院的夏幼南教授以贵金属铂为例,科学分析了提高铂催化剂性能和利用率的可行性策略,发明了一种制备壁厚超薄、表面含孔以及晶面可控的铂基空心纳米晶体的方法,并评估了各种铂基空心纳米晶体作为氧还原反应催化剂的活性和稳定性。

低温固体氧化物燃料电池非钴基阴极材料开发新策略——阴离子氧位掺杂

南京工业大学邵宗平教授及其研究团队采用溶胶凝胶联合络合法制备铁基SrFeO3-σ-δFσ和SrFe0.9Ti0.1O3-σ-δFσ (σ=0.05和0.10)钙钛矿氟氧化物,并将两种系列材料作为固体氧化物燃料电池阴极材料,首次证明了阴离子氧位掺杂也是提高固体氧化物阴极性能的一种新策略。

基于CuCo嵌入的氮掺杂介孔碳作为高效氧还原和析氢电催化剂

复旦大学先进材料实验室和化学系郑耿锋教授课题组,通过在Cu(OH)2纳米线上预生长沸石咪唑框架 (ZIF-67),运用约束铜热转换方法制备了一种铜、钴双金属嵌入的氮掺杂介孔碳结构材料(CuCo@NC)。在制备过程中,利用铜离子和ZIF-67不同的热分解性质(ZIF-67的热稳定性高于铜),使得生成的铜离子被限制在ZIF-67的介孔结构中以减少铜自聚集的发生。

氮掺杂型Co3O4介孔纳米线阵列:柔性固态锌空电池的新型高效阴极材料

中山大学卢锡洪副教授与香港科技大学杨世和教授合作研究开发出一种新型的氮掺杂Co3O4介孔纳米线阵列,并被用作柔性锌空电池的高性能空气阴极。这种独特的设计思路有望为清洁、可再生能源在柔性可穿戴电子设备的推广使用提供新思路。

利用石墨烯提升多孔碳材料的电催化性能

华南理工大学黎立桂、陈少伟研究团队以其此前所开发的热移除纳米模板法为基础,通过在石墨烯片层间引入介孔结构的氮掺杂多孔碳层而制备出“三明治”结构的石墨烯负载多孔碳复合材料,不但有效地防止了石墨烯团聚,而且同时解决了多孔碳石墨化程度低而引起的催化剂不稳定、导电性能差的问题。

用于柔性金属空气电池的双功能氧电极

中科院福建物构所王要兵教授、美国凯斯西储大学戴黎明教授通过静电纺丝聚酰亚胺纳米纤维膜并高温热解,开发了一种可直接用作金属空气电池氧电极的自支撑碳纳米纤维膜。

利用可再生海藻合成氮化铁基高性能氧还原催化剂

格里菲斯大学姚向东教授和青岛大学杨东江教授及其团队发明了一种绿色环保的、经济的、可量化的三维结构Fe2N纳米颗粒/N掺杂石墨烯气凝胶(Fe2N/N-GAs)氧还原催化剂,其制备原料来源于海洋中的海藻提取物海藻酸钠。