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同濟大學材料科學與工程學院馬吉偉教授、黃云輝教授關于錳基氧化物電催化劑的最新研究成果發表于《自然·通訊》

發布日期:2021-05-28  來源:   點擊量:

5月25日,我校材料科學與工程學院車用新能源研究院馬吉偉教授、黃云輝教授團隊在國際知名學術期刊《自然·通訊》(Nature Communications)上在線發表了題為“Boosting oxygen reduction activity and enhancing stability through structural transformation of layered lithium manganese oxide”的研究論文。該研究基于缺陷調控,利用質子交換的策略有序調控錳基材料的不穩定氧濃度和層間距,用于提升材料的催化活性和穩定性。該論文分別從材料的結構轉變、電子特性和電化學性能等多個方面全面表征了調控前后錳基氧化物電催化劑的各項特征。研究發現了不穩定氧濃度和層間距對錳基材料催化穩定性和活性之間的關聯性,同時該策略可以應用于其他含堿金屬的層狀金屬氧化物材料,為構筑高性能氧還原反應非貴金屬氧化物提供了新的設計思路。

氧還原反應(ORR)是燃料電池電催化領域的重要研究課題,但是ORR反應動力學緩慢?,F階段,鉑基催化劑是優異的ORR催化劑,然而鉑基金屬的成本和稀缺性限制了它的廣泛應用。錳基金屬氧化物因其價格低廉、資源豐富和價態多變等特點,使得錳基氧化物應用于氧還原反應的研究成為了近期的熱點,受到了廣泛的關注。馬吉偉教授課題組基于缺陷化學,致力于開發高效的燃料電池非貴金屬催化劑。該課題組研究人員將質子交換的策略應用于調控錳基氧化物反應活性和穩定性,基于缺陷化學精準調控不穩定氧濃度和層間距,激發了傳統層狀錳氧化物的催化活性和穩定性,構筑了具有高氧還原活性和穩定性的錳基氧化物電催化劑。

同濟大學材料科學與工程學院馬吉偉教授、黃云輝教授和德國馬克斯·普朗克固體化學物理學研究所Zhiwei Hu教授為該論文的共同通訊作者,課題組博士生鐘雪鵬為第一作者。

論文鏈接:https://www.nature.com/articles/s41467-021-23430-3


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