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材料工程学院李文尧副教授指导研究生在电催化和能源领域取得高水平研究成果

时间:2022-03-29浏览:1673来源:研究生处(学科办)、材料工程学院作者:摄影:

近期,材料工程学院李文尧副教授指导2019级硕士研究生黄丽萍(第一作者)在电催化和能源领域发表了2篇高水平论文。

黄丽萍综述了金属氮碳(M-N-Cs)作为一种高活性和稳定的CO2RR电催化剂的最新研究成果。创新性的从实验和理论研究角度出发,对活性催化位点的作用和反应机理进行了探讨,并对CO2RR电催化剂的设计进行了总结,指出了未来可能的研究方向。相关工作以“Metal-Nitrogen-Doped Carbon Single-Atom Electrocatalysts for CO2 Electroreduction”为题在工程技术和复合材料领域著名期刊《Composites Part B: Engineering》上(系中科院SCI分区工程技术大类一区Top期刊,IF= 9.068)发表该论文被催化领域公众号“催化开天地”置于首推位置,当日阅读量超2600余次。

电催化二氧化碳还原反应(CO2RR)可在温和环境条件下,将重要温室气体之一的CO2直接转化为碳基化学品和高附加值燃料。然而CO2RR存在多个电子/质子耦合转移过程,产生多种中间体,机制复杂,所以在动力学上是缓慢的。因此,提高电催化CO2RR的性能需要高效的电催化剂。过渡金属氮碳(M-N-Cs)材料得益于独特的网络结构,被认为是很有前途的贵金属催化剂候选材料,在电催化二氧化碳还原方面受到了广泛关注。



氢能作为一种可再生能源,是未来能源发展的重要角色之一。电解水阴极上的析氢反应(HER)被认为是最理想的绿色制氢技术。2019级硕士研究生黄丽萍(第一作者)以Fe基普鲁士蓝类合物为前驱体,通过调控金属离子种类、金属离子比例以及高温固相反应条件等参数,在石墨烯包覆的核壳结构中构建多元合金组分(从二元到三元),并进一步掺杂桥连磷元素,系统调控其表面电子结构,从而获得理想的电解水析氢性能。密度泛函理论(DFT)计算表明,磷介导了氮掺杂石墨烯壳层与合金内核之间的电荷传递平衡,起到了桥梁的作用。这一发现为人为设计高效的非贵金属催化剂提供了新思路,有利于最终实现高效电解水催化剂的可控制备。相关工作以“Phosphorus-bridged ternary metal alloy encapsulated in few-layered nitrogen-doped graphene for highly efficient electrocatalytic hydrogen evolution”为题在工程技术和材料科学领域期刊《Journal of Materials Chemistry A》上(系中科院SCI分区工程技术大类一区Top期刊,IF= 12.732)发表,该论文还入选期刊“Hot papers”,并被“石墨烯联盟”“科学材料站”等公众号进行了推广报道。



李文尧副教授作为材料工程学院学科骨干,致力于新能源材料与器件方向的研究,依托于国家自然科学基金青年基金、上海市科学技术委员会地方院校能力建设项目、上海市“晨光计划”、上海工程技术大学“腾飞计划”、上海工程技术大学青年科研团队培育计划等项目的支持,目前已在Electrochemical Energy ReviewsAdvanced Functional MaterialsNano EnergyAdvanced ScienceJournal of Materials Chemistry A等国际期刊上发表SCI论文90余篇,影响因子(IF)总和约为710,所有论文自发表以来被引频次已达4000余次,H-index34;授权发明专利24项,培养硕士生20余名,多名毕业研究生赴国内985/211高校及国外名校攻读博士学位。

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