本网讯 日前，我校清洁能源研究所刘兆清教授团队，在揭示palmeirite oxides OER催化活性−催化位点关系方面取得新进展，证实Co2Mo3O8中的四面体Co (TdCo2+) 相对于八面体Co (OhCo2+) 能够更加有效的降低OER反应决速步能垒，加速OER反应的进行。国际化学类顶尖期刊Angewandte Chemie International Edition全文发表了这一研究成果“Coupling Magnetic Single-Crystal Co2Mo3O8 with Ultrathin Nitrogen-Rich Carbon Layer for Ox...
刘兆清教授团队的关于尖晶石氧催化工作发表于国际化学顶级期刊《德国应用化学》。该研究提出了尖晶石型氧化物(ZnXNi1−XCo2O4)中的氧化还原惰性Zn2+的二次活化机制，以协同优化物理孔隙结构，辅助催化剂表面高活性位点的原位构筑。在OER工作电压下，通过球差矫正电镜以及DFT计算可以证明催化剂表面Zn2+空位的存在，而新形成的VZn-O-Co特殊配位形式使得活性中心Co与氧合物种之间具有更合适的结合力，从而获得更好的ORR性能。这一...
刘兆清教授研究团队和澳大利亚纽卡斯尔大学马天翼博士合作将杂化尖晶石Co2FeO4/(Co0.72Fe0.28)Td(Co1.28Fe0.72)OctO4纳米颗粒生长在N掺杂碳纳米管（NCNT）上，将其作为双功能电极应用到锌空电池上，展现了高功率密度 (90.68 mW cm-2) 以及在大电流 (50 mA cm-2) 下较强的耐用性。研究成果提出将Fe引入到Co3O4晶格用以激活八面体Co的氧催化活性的思路，研究了本征活性的增强与电子结构的关系，发现在双重效应的作用下，Fe掺杂的C...
化石能源的广泛使用在促进人类社会高速发展的同时也造成了能源危机和温室效应等不良后果。为实现可持续性发展目标，寻找和开发绿色能源迫在眉睫。电化学分解水制氢是减少环境污染与实现可再生清洁能源的一个重要途径。电催化分解水包括水的氧化反应（Oxygen Evolution Reaction, OER）和还原反应（Hydrogen Evolution reaction, HER）。目前，铂和铱系贵金属电催化剂是最有效的HER/OER催化剂，但昂贵价格、低存储量和单一催化功...
刘兆清教授研究团队将CoMn2O4尖晶石纳米颗粒负载在过渡金属自催化诱导生长N掺杂碳纳米管（NCNT@Ni）构筑了具有高效电子传输通道的CoMn2O4/NCNTs@Ni，该复合催化剂在碱性介质中的极限电流高达5.51 mA cm-2并具有较好的稳定性(24小时后仍保持86.80%)，表现出优异的氧还原催化活性。将其作为空气阴极应用于自组装的锌空电池中，展示出了较高的功率密度(90.68 mW cm-2)和较好的循环稳定性（稳定充放电238小时），使其有希望应用于工...
柔性锂离子电池由于具有高能量密度等优点，在柔性电子设备领域具有广阔的应用前景。柔性锂离子电池设计开发的关键不仅在于柔性电极的设计，更对整体电池器件的力学和电化学性能提出了更高的要求。传统柔性电极中，柔性基底材料的低容量贡献以及柔性基底与活性物质之间的弱相互作用都会导致整体电极材料的比容量偏低，进而影响电池器件的能量密度。此外，传统的柔性基底（如钢网、钛片等）在整体电极中质量占比远高于活性物质，...
设计和合成稳定、高效的水裂解制氢光催化剂是一种很有前途的可持续能源开发方法。然而，由于常用的CdS催化剂存在对可见光的利用率低，光生电子和空穴容易复合等问题，其光解水产氢的产量低，速率慢。碳点(CDs)是一种很好的光敏剂，能提高催化剂的光吸收，且能作为电子缓存器，提升光生电荷的分离效率。同时，构筑p-n结是一种提升电荷分离效率和调控催化剂能带结构的重要方法。刘兆清教授研究团队设计并成功合成了用于高效析氢的...
氢是一种很有前途的能源载体，由于其可循环利用和无污染的特点，成为化石燃料的替代品。水裂解法是生产高纯氢的有效方法；然而，由于传统的贵金属类催化剂由于价格高昂，易失活等原因不适用于大规模的工业生产。因此，设计一种非贵金属的廉价、高效稳定的催化剂是电解水产氢的关键。刘兆清团队开发了一种基于功能化碳纳米管的自组装三维层状NiCo2Px纳米片(NiCo2Px/CNTs)的简便合成方法，以实现在1M KOH中实现全面水分解的高效且...
随着可穿戴电子器件的不断发展，人们对于柔性储能器件的需求不断增加。柔性的锂离子电池和超级电容器已经有所发展，但存在着能量密度不足等问题。锌空电池是以金属锌为负极，空气为正极的化学电池，具有1084 Wh/kg的高理论能量密度，因而受到广泛关注。然而，锌空电池的实际能量密度与充放电循环次数等性能受到空气电极的氧还原与氧析出的催化性能的严重约束。铁钴尖晶石的碳基复合材料在碱性环境中具有良好的氧还原与氧析出双...
电催化氧还原反应（ORR）和氧析出反应（OER）是电化学能量转换装置（如燃料电池和金属-空气电池）的关键，OER&ORR的多步骤电子转移过程和缓慢动力学会产生较大的过电位，严重降低了反应效率。目前，贵金属Ru（Ir）基和Pt基催化剂是目前高效的OER和ORR电催化剂，但贵金属催化剂的稀缺性、不菲的价格以及差强人意的稳定性阻碍了其广泛的应用。因此，在保证高性能的前提下，开发廉价、高效的非贵金属催化剂，其重要性不言而喻。杂...
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