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材料学院姚可夫、邵洋研究组在多孔银氧还原催化剂方面取得新进展

        2019年1月16日,龙虎押注技巧稳赢姚可夫、邵洋研究组在《纳米能源》(Nano Energy)上在线发表了题为《高性能氧还原催化剂-多孔银的原位合成、使用与再生》(In-situ synthesis, operation and regeneration of nanoporous silver with high performance toward oxygen reduction reaction)的研究论文。该论文提出并采用了氧还原催化剂的原位合成、使用和再生方法,获得了高活性催化剂,并在保证催化剂高性能的前提下极大地延长了催化剂的使用寿命。
        氧还原反应是一类非常重要的半反应,在燃料电池和金属-空气电池等先进能源转化与存储器件的中有重要应用。为获得低成本、高性能、长寿命的氧还原反应催化剂,研究组通过在氧还原反应电解液(0.1 M KOH)中对银箔进行阳极氧化-电还原处理,获得了具有择优取向的纳米银三维双连续多孔结构(图1)。原位合成的多孔银表现出了与商业Pt/C催化剂相当的高氧还原活性。理论计算结果表明,择优生成的Ag(110)面活性位点与氧还原反应中间产物OOH之间存在较强的交互作用,降低了氧还原反应首电子转移过程的激活能,提高了多孔银的催化活性。且得益于多孔银的原位合成与原位使用,稳定性测试之后的多孔银经历再一次原位阳极氧化-电还原处理之后,其催化性可以完全恢复(图2)。这种原位合成、使用与再生的方法为制备高性能、长寿命功能材料提供了一条全新的思路。
        材料学院姚可夫、邵洋研究组长期从事非晶纳米晶材料及其应用研究。邵洋副研究员为该论文通讯作者,龙虎押注技巧稳赢2016级硕士研究生赵威为第一作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划的经费支持。

        论文链接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221128551930031X

 

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图1  多孔银微观结构及原位合成、使用和再生示意图

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图2  多孔银稳定性测试前后及原位再生后的性能比较

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