材料科学与工程学院先进能源转化材料与器件创新团队在制氢领域取得系列进展


[日期:2017-07-18来源:  作者: 阅读: 次]

氢是一种环保的可再生能源载体,具有安全、高效、可持续性和清洁无污染等特性。由于传统化石能源面临枯竭的危机和严重的污染问题,氢能源的开发和使用被广泛关注。目前,基础研究中制氢方式主要有电解水制氢、太阳能制氢和化学制氢等,均需要高活性、高稳定性催化剂,因此,开发低成本、高效能的制氢催化剂是能源、催化和材料领域的研究热点。

近日,我校材料科学与工程学院和陕西省大分子科学重点实验室成员陈煜教授课题组成功制备出由超薄Rh纳米片为壳的Au@Rh双金属核壳纳米结构物。基于原子级厚度二维Rh纳米片的超薄结构,Au@Rh双金属核壳纳米结构物具有较高的比表面积和原子利用率,其对水合肼水解产氢表现出非常高的活性。而且在光照条件下,依赖于Au二十面体核的局域表面等离子体共振(LSPR)特性,Au@Rh-壳纳米结构物进一步显示出光增强的催化活性。该项工作日前以“Bimetallic AuRh nanodendrites consisting of Au icosahedroncores and atomically ultrathin Rh nanoplate shells: synthesis and light-enhanced catalytic activity”为题在线发表Nature出版集团旗下学术刊物NPG Asia Materials 2017, 9, e407 (影响因子:9.157)该论文由我校作为唯一研究单位独立完成,第一作者是材料科学与工程学院2015级硕士研究生康永强同学,通讯作者为材料科学与工程学院金普军副教授和陈煜教授。

论文链接:http://www.nature.com/am/journal/v9/n7/full/am2017114a.html

此外,陈煜教授课题组在电催化产氢工作中取得显著进展,成功制备出具有超长分支的聚烯丙基胺功能化Pt三足(Pttripods@PAA)Pttripods@PAA的超长分支具有高指数晶面,PAA作为质子载体在Pt表面上强烈结合。PAA上氨基在酸性条件下质子化导致Pt表面局部质子浓度的增加。该催化剂在酸性溶液中对电催化水裂解制氢反应(HER, 2H++2e→ H2)显示出超高活性,起始还原电位为+ 19.6 mV vs RHE,显著优于目前报道的单金属Pt电催化剂。该项工作日前以“Polyallylamine-functionalized platinum tripods: enhancement of hydrogen evolution reaction by proton carriers”为题,在线发表于催化领域顶级期刊ACS Catalysis, 2017, 7, 452-458 (影响因子:10.614)。该论文第一作者为我校2014级硕士生徐广蕊同学,该同学目前已发表第一作者SCI一区论文6篇(ACS Catalysis 2篇,Journal of Materials Chemistry A 1篇, Journal of Power Sources 2ACS Applied Materials & Interfaces 1篇),申请中国发明专利2

论文链接:http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acscatal.6b03049

上述研究得到了陕西省大分子科学重点实验室、应用表面与胶体化学教育部重点实验室、陕西省能源新技术工程实验室、国家自然科学基金、陕西省自然科学基金、中央高校基本科研业务费等科研项目的支持,以及创新团队成员曾京辉教授和蒋加兴教授的大力协助。

材料科学与工程学院先进能源转化材料与器件创新团队成员陈煜教授课题组长期致力于基于贵金属纳米晶的形貌控制和界面结构/催化活性相关的研究,作为通讯作者已发表SCI论文80余篇,被引2400余次,H-index30。陈煜教授自2014年进入我校工作以来,已编辑学术专著《Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide: Fundamentals and Technologies2 (CRC Press, 2016),作为通讯作者在NPG Asia MaterialsNano EnergyACS CatalysisNano ResearchNanoscaleJournal of Materials Chemistry A期刊发表SCI论文32(SCI一区论文28篇,ESI高被引论文3篇,平均影响因子7.5)。这一系列界面结构/催化活性相关研究特色鲜明,受到国际同行的广泛认可,相继受到Journal of Energy ChemistryJournal of Materials Research等期刊邀请撰写专题文章和组织专刊发表。



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