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福建師范大學(xué)韓敏教授團(tuán)隊(duì)在電催化劑重構(gòu)和機(jī)制研究方面取得重要進(jìn)展

來(lái)源:福建師范大學(xué)      2025-04-21
導(dǎo)讀:系統(tǒng)研究電催化劑在實(shí)際反應(yīng)過(guò)程中的動(dòng)態(tài)自重構(gòu)和催化機(jī)制對(duì)于發(fā)展新一代能源轉(zhuǎn)化與儲(chǔ)存技術(shù)至關(guān)重要。在當(dāng)前發(fā)展的非貴金屬候選催化劑中,過(guò)渡金屬磷化物(TMPs)納米結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是極具潛力的電催化析氧反應(yīng)(OER)預(yù)催化劑。但是,大多數(shù)TMPs在OER過(guò)程中只經(jīng)歷有限表面重構(gòu),導(dǎo)致活性層較薄,活性位點(diǎn)暴露不充分,催化性能難盡如人意。因此,掌控TMPs電催化劑的重構(gòu)顯得極為重要,但仍面臨挑戰(zhàn)。針對(duì)上述問(wèn)題,福建師范大學(xué)柔電院韓敏教授團(tuán)隊(duì)與揚(yáng)州大學(xué)龐歡教授團(tuán)隊(duì)合作,利用簡(jiǎn)單的堿性刻蝕策略,構(gòu)筑了新穎的富含P和O雙陰離子缺陷的、結(jié)晶/非晶Co0.7-xFe0.3-yP/CoxFeyOOH異相納米雜化骨架結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)雙陰離子缺陷和非晶相的出現(xiàn)有利于快速和深度重構(gòu),觸發(fā)晶格氧氧化機(jī)制(LOM)參與,從而導(dǎo)致Co0.7-xFe0.3-yP/CoxFeyOOH實(shí)現(xiàn)了電催化OER活性和穩(wěn)定性的權(quán)衡,超越許多報(bào)道的TMPs電催化劑。相應(yīng)的PH依賴實(shí)驗(yàn)、TMAOH分子探針和18O同位素標(biāo)記的原位電化學(xué)差分質(zhì)譜證實(shí)其OER機(jī)制遵循“LOM+AEM(傳統(tǒng)吸附機(jī)制)”途徑。該工作通過(guò)簡(jiǎn)單的刻蝕技術(shù)有效耦合結(jié)構(gòu)、缺陷和相工程策略,為未來(lái)設(shè)計(jì)TMPs-基OER電催化劑,并用于水分解制綠氫或其它清潔能源體系提供了新思路。

相關(guān)研究成果以Etching Accelerates Reconstruction and Activates Lattice Oxygen of Anion Vacancies-Enriched Cobalt-Iron Phosphide/(Oxy)hydroxide Nanohybrid Frameworks for Enhanced Oxygen Evolution”為題發(fā)表在國(guó)際材料頂級(jí)期刊Advanced Functional Materials。

福建師范大學(xué)為該工作的第一完成單位。海峽柔性電子(未來(lái)科技)學(xué)院科研助理范嘉瑤博士為論文的第一作者,2022級(jí)碩士生蔣佳棟為共同第一作者,石乃恩教授、韓敏教授和揚(yáng)州大學(xué)龐歡教授為共同通訊作者。該工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、江蘇省優(yōu)勢(shì)學(xué)科發(fā)展計(jì)劃、福建省閩江學(xué)者獎(jiǎng)勵(lì)計(jì)劃(2023)、福建師范大學(xué)高層次人才啟動(dòng)基金及南京大學(xué)配位化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)開(kāi)放基金的資助。

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全文鏈接https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202425770


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