2020-10-14
构建具有活性和耐久性的非贵金属基电催化剂是燃料电池实际应用和发展的重要要求之一。然而，目前燃料电池的电荷传输和反应动力学均相对迟缓。博士生刘畅通过空气辅助瞬态热冲击策略，成功合成出高度分散在碳布上的超薄碳包覆氧化镍纳米颗粒(NiO@C/CC)，并将其作为碱性燃料氧化的电催化剂。所合成出的NiO@C/CC催化剂在乙醇电氧化、甲醇电氧化和乙二醇电氧化过程中具有优异的催化活性(电流密度高达119.1 mA cm-2)和耐久性(在试验过程中电流略有衰减)，其性能优于大多数已报道的非贵金属催化剂。NiO@C/CC的优异催化性能主要来自于氧空位、高浓度、高价态的Ni和NiO@C纳米粒子中的碳层，它们有助于调节反应物的表面性质和电子结构，增强电荷转移，提供丰富的活性中心，从而提高反应物分子在其表面的吸附能力。这种空气辅助瞬态热冲击策略可用于指导过渡金属化合物的合理设计和快速合成，并将其作为直接碱性醇燃料电池的先进催化剂。该论文在邓意达教授和陈亚楠教授的共同指导下完成，发表在Adv. Energy Mater.期刊上。
Fig. 1 Schematic illustration of the synthesis route of NiO@C/CC. The highly dispersed NiO@C NPs were in situ fabricated on carbon cloth substrate through air‐assisted thermal shock (ATS‐tech). The NiO@C NPs greatly boosted the electrocatalytic performance for alcohols (including ethanol, methanol, and ethylene glycol) oxidation reactions.
全文链接：https://doi.org/10.1002/aenm.202001397
