析氧反应(OER)是水分解中动力学迟缓的阳极反应,需要很大的过电势才能得到所需的大电流。尽管非贵金属析氧电化学催化剂受到了越来越多的关注,并且已经取得了突破性的进展,但是相对于碱性交换膜水电解槽,质子交换膜水电解槽仍具有电流密度和功率密度大,设备整体成本低的特点。研究和发展高效,耐用以及利用率高的贵金属析氧电催化剂对于促进和实现可再生能源生产和转化装置的工业化生产和实际应用具有重大意义。
华中师范大学朱成周教授(点击查看介绍)和华盛顿州立大学林跃河教授(点击查看介绍)团队近日系统总结了应用于析氧反应的贵金属催化剂组分和结构优化的研究进展,包括基于Ir和Ru的氧化物以及合金,以及其他具有催化氧析出反应的贵金属,如Pt和Pd。为了阐明贵金属电催化剂组分/结构-性能关系以及活性-稳定性关系背后的科学机理,作者总结了文献中的实验和理论研究,包括催化剂表面活性位点的瞄定,金属-载体间的相互作用,尺寸效应,杂原子掺杂效应,单原子催化,以及析氧反应过程中催化剂活性位点的变化。最后,作者针对析氧反应贵金属电催化剂目前的研究现状提出了一些仍存在的挑战性问题,并且对可再生能源相关器件的未来发展和应用进行了展望。
相关论文发表在Chemical Society Reviews 上。文章的第一作者是华盛顿州立大学的石秋荣博士,通讯作者为华中师范大学的朱成周教授和美国华盛顿州立大学的林跃河教授。
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Robust noble-metal based electrocatalysts for oxygen evolution reaction
Qiurong Shi, Chengzhou Zhu, Dan Du, Yuehe Lin
Chem. Soc. Rev., 2019, 48, 3181-3192, DOI:10.1039/C8CS00671G
导师简介
朱成周博士现任华中师范大学教授、博士生导师,德国洪堡学者,国家高层次人才引进计划青年项目获得者。2018年Clarivate Analytics全球“高被引科学家”。2013在中国科学院长春应用化学研究所获得博士学位。2013年至2018年分别在德国德累斯顿工业大学和美国华盛顿州立大学工作。主要的研究方向为基于功能化纳米材料的催化和传感应用研究。至今在Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、Adv. Mater.、Angew. Chem. Int. Ed.等国际著名学术期刊以及专著发表学术论文160多篇, 总引超过10000次,H-index为52。
https://www.x-mol.com/university/faculty/68956
林跃河博士现任美国华盛顿州立大学终身教授,同时兼任美国西北太平洋国家实验室Laboratory Fellow,这是美国国家实验室从事科学研究的最高学术职位。林跃河教授2009当选为美国科学发展协会AAAS Fellow, 2012年当选为英国皇家化学会(RSC) Fellow, 2013年当选美国医学与生物工程院(AIMBE)Fellow。2018年当选华盛顿州科学院院士。林跃河教授一直致力于功能化纳米材料的研制及其在能源和生物医学中的应用研究。发表文章450篇,总引用47,000次,h-index 110。连续五年(2014-2018)入选Clarivate Analytics/Thomson Reuters全球高被引科学家名单(Highly Cited Researchers)。获得美国及国际授权专利20余项,多项专利已转让并投入开发应用。
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