近日,环化学院吴明红教授、王亮钻研员团队在环境电催化氧还原利用钻研中获得沉要进展。有关成就以“Insights into the Use of Te-O Pairs as Active Centers of Carbon Nanosheets for Efficient Electrochemical Oxygen Reduction”颁发在纳米科技领域国际顶级期刊《ACS Nano》(JCR和中科院一区Top,影响因子为18.027)。该团队提出了一种全新的“Te-O对”掺杂碳资料电催化剂,赋予电催化剂壮大的给电子能力从而大幅提升电催化ORR活性。

在积极稳妥推动“碳达峰、碳中和”指标的过程中,设计高效、耐用的氧还原反映(ORR)电催化剂对实现绿色环境和清洁能源可持续发展拥有沉要意思。先前的理论推算了局批注,对碳资料进行碲(Te)掺杂能够显著提高其ORR活性。然而,高效Te掺杂碳资料因在尝试中很难合成而鲜有报路。为攻克这一科学难题,团队借助理论推算捕获一种全新的“Te-O对”掺杂碳的热力学不变结构,来揣摩Te掺杂碳资料的真实结构。在此基础上,本团队创新设计了“水热脱水-热解”的串结合成战术,以资源丰硕和绿色无传染的生物质——胖大海为碳基先驱体调控合成拥有分歧氧环境浓度的“Te-O对”碳催化剂,从而成功驱策Te有效掺杂到碳资猜中。钻研了局批注,在拥有相对较低氧配位环境的碳资猜中形成的“Te-O对”不仅拥有壮大的给电子能力,且扩大了类石墨烯纳米片结构的层间距离,露出了更多活性位点从而加强电催化ORR活性。团队的发现为设计拥有二元杂原子掺杂碳基电催化剂提供了分子水平的见解。绿水青山就是金山银山,钻研者相信以生物质拔除物造备的高附加值碳电极资料起到了“一石二鸟”的作用,不仅解决了环境传染问题,并且拥有较好的经济效益和环境;ひ馑,为实现“双碳指标”添砖加瓦。
该论文第一作者为2020级博士钻研生王泽铭和2018级硕士钻研生李高,吴明红教授和王亮钻研员为共同通讯作者,亿万先生MR为唯一作者单元。
该工作得到了长江学者打算和教育部创新钻研团队打算(IRT17R71)、国度天然科学基金(Nos. 21901154,21671129)和浦江人才打算(21PJD022)的赞助。
论文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c01662