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材料学院鲁效庆教授团队在能源转化与存储方面取得系列进展
发布时间:2021-07-11 13:52:22点击数:字号:
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【本(ben)站讯】近日,材料科(ke)学(xue)(xue)(xue)与工程学(xue)(xue)(xue)院(yuan)院(yuan)鲁(lu)效庆(qing)教授团队(dui)在能(neng)源(yuan)转(zhuan)化(hua)与能(neng)量存储领域取得(de)系列(lie)进展,相继(ji)在Applied Catalysis B: Environmental、Materials Today Physics、Small等(deng)国际知名学(xue)(xue)(xue)术期刊发表学(xue)(xue)(xue)术论文6篇。该系列(lie)成果得(de)到国家自然科(ke)学(xue)(xue)(xue)基(ji)(ji)(ji)金、山东省自然科(ke)学(xue)(xue)(xue)基(ji)(ji)(ji)金和中(zhong)央高校基(ji)(ji)(ji)本(ben)科(ke)研(yan)基(ji)(ji)(ji)金资助。

能(neng)源转化(hua)(hua)和(he)能(neng)量存储是解决能(neng)源和(he)环(huan)境(jing)问题(ti)的关键技(ji)术。在新能(neng)源开发过程中,其性能(neng)极大地依赖于电(dian)极材(cai)料(liao)(liao)结(jie)构(gou)(gou)、表面化(hua)(hua)学特性和(he)组成等。鉴于此(ci),团队从材(cai)料(liao)(liao)的五(wu)福(fu)彩(cai)票(piao)(piao)安(an)卓(zhuo)版下(xia)载、合成出发,通过材(cai)料(liao)(liao)的价态结(jie)构(gou)(gou)、表面重构(gou)(gou)、配位环(huan)境(jing)、插层结(jie)构(gou)(gou)等策略,调控(kong)电(dian)极材(cai)料(liao)(liao)电(dian)子(zi)结(jie)构(gou)(gou),揭示材(cai)料(liao)(liao)微观结(jie)构(gou)(gou)与电(dian)化(hua)(hua)学性能(neng)之间(jian)的关系(xi),为(wei)小(xiao)分子(zi)电(dian)催化(hua)(hua)转化(hua)(hua)、电(dian)化(hua)(hua)学储能(neng)材(cai)料(liao)(liao)的五(wu)福(fu)彩(cai)票(piao)(piao)安(an)卓(zhuo)版下(xia)载与合成提供(gong)了实验和(he)理论依据。

题为《优选Co2 +和Ni3+的价态同时逆向调控,用于增强全解水催化》(Contemporaneous inverse manipulation of the valence configuration to preferred Co2+and Ni3+for enhanced overall water electrocatalysis)的研究论文发表在Applied Catalysis B: Environmental杂志上(Appl. Catal. B Environ., 2021, 284, 119725)。该工作以原位生长于泡沫镍的Ni、Co、Fe三元类普鲁士蓝超级结构作为模板,通过烧结以及Ar/H2氛围下的高温热处理实现了Co3+→Co2+、Ni2+→ Ni3+的优势价态调控,并有效提高了催化剂的OER性能。DFT计算表明,NiIIICoIIFe-O@NF可以通过平衡析氢过程中的OH-的吸脱附过程,优化H*的吸附动力学;促进析氧过程中*OOH的形成进而优化OER反应路径。该论文第一作者为王兆杰副教授,通讯作者为鲁效庆教授。Applied Catalysis B: Environmental属于化学类一区TOP期刊,影响因子为19.503。钴基电催化剂的价态组成影响碱性电解水性能的进一步研究以论文《磷酸锌钴表面富Co2+或Co3+(氧)氢氧化物表面重建的简易调控用于碱中大电流密度析氢》(Facile control of surface reconstruction with Co2+or Co3+-rich (oxy)hydroxide surface on ZnCo phosphate for large-current-density hydrogen evolution in alkali)发表在SCI一区TOP期刊Materials Today Physics杂志上(Mater. Today Phys., 2021, 20, 100448),影响因子为9.298,作者为2019级硕士生刘欢欢,通讯作者为王兆杰副教授和鲁效庆教授。

题为《N, S共配位能提升单原子催化剂还原二氧化碳性能吗? Fe-N2S2卟啉挑战Fe-N4卟啉》(Can N, S Cocoordination Promote Single Atom Catalyst Performance in CO2RR? Fe-N2S2Porphyrin versus Fe-N4Porphyrin)的研究论文发表在Small杂志(10.1002/smll.202100949)。该工作以Fe-N4卟啉为例,探究了在氮配位中引入对位硫原子进行活性位点的电子结构调控作用。在氮配位中引入硫原子可以暴露出铁的dz2轨道,因而利于电催化CO2还原过程中反应中间体的质子化过程。Fe-N4卟啉有利于催化CO2还原产生甲酸,限制电位为-0.70V。Fe-N2S2卟啉倾向于催化CO2还原产生甲酸和甲醇,限制电位分别为-0.38 V和-0.40 V,超越了目前大多数的Cu基催化剂和单原子催化剂。该工作证明,相比于传统的氮配位,氮硫共配位可为单原子位点提供更优异的催化环境,在电催化CO2中表现出更优异的性能。该论文第一作者为2020级博士生曹守福,通讯作者为魏淑贤副教授和鲁效庆教授。Small属于SCI一区TOP期刊,影响因子为13.281。

题为《由CoS2改性碳布组装而成的夹层正极用于高性能锂硫电池》(Sandwiched Cathodes Assembled from CoS2-Modified Carbon Clothes for High-Performance Lithium-Sulfur Batteries)的研究论文发表在Advanced Science杂志上(Adv. Sci. 2021, 2101019)。该工作制备了一种覆盖CoS2纳米颗粒的碳布(CC-CoS2),它既可以作为三维(3D)集流体,又起到阻挡可溶性多硫化锂迁移的物理化学屏障的作用。电化学性能结果显示,硫负载量为1.2mg·cm-2的Al@S/AB@CC-CoS2电池具有较高倍率性能(4 C时,容量约为823 mAh·g-1)和容量保持率,其优异的电化学性能归因于具有活性催化成分的夹层结构。该论文第一作者为合肥工业大学许俊教授,鲁效庆教授为通讯作者。Advanced Science属于SCI一区TOP期刊,影响因子为16.806。

鲁效庆教授(shou)团队(dui)(http://nees.sci.kacheng.net)长(zhang)期从事(shi)新能源与环境(jing)相关领域的(de)(de)应用基(ji)础研(yan)究(jiu)(jiu)。近年来在国家(jia)自然(ran)科(ke)学(xue)基(ji)金、山(shan)东省自然(ran)科(ke)学(xue)基(ji)金等(deng)资助(zhu)下(xia)开展了气体吸(xi)附(fu)/分离材料五(wu)(wu)福彩(cai)票安卓版(ban)下(xia)载(zai)、电催化剂的(de)(de)五(wu)(wu)福彩(cai)票安卓版(ban)下(xia)载(zai)合成(cheng)、电化学(xue)储(chu)能器件等(deng)方面的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)工作,授(shou)权国家(jia)发明专(zhuan)利20余项,发表SCI学(xue)术(shu)(shu)论(lun)(lun)文(wen)100余篇,培(pei)养的(de)(de)研(yan)究(jiu)(jiu)生获得山(shan)东省研(yan)究(jiu)(jiu)生科(ke)技创新成(cheng)果(guo)奖、山(shan)东省优(you)秀硕士(shi)学(xue)位(wei)论(lun)(lun)文(wen)、五(wu)(wu)福彩(cai)票安卓版(ban)下(xia)载(zai)优(you)秀硕士(shi)学(xue)位(wei)论(lun)(lun)文(wen)、五(wu)(wu)福彩(cai)票安卓版(ban)下(xia)载(zai)“学(xue)术(shu)(shu)十杰”提名以及研(yan)究(jiu)(jiu)生国家(jia)奖学(xue)金等(deng)多(duo)项荣誉称号。

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【 作者:王兆杰 来自:材料科学与工程学院  责任编辑:马晓明 审核:五福彩票安卓版下载总编室】

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