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【黄岛讲坛(第91期)】 

戴黎明院士展望无金属碳基电化学催化剂的发展

发布时间:2024-05-20 14:30:26点击数:字号:
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【本站讯】5月17日,美国发明家科学院院士、欧洲科学院院士、澳大利亚科学院院士、澳大利亚新南威尔士大学戴黎明教授做客第91期黄岛讲坛,作题为“无金属碳基电化学催化剂的发展与展望”的学术报告。

戴黎明首先指出化石燃料的过量使用所带来的环境污染问题,并强调了可再生能源技术发展的紧迫性。他提出,太阳能驱动的电能水解或光催化水解产生的氢气和氧气可以作为燃料电池的燃料,从而产出清洁的电力,产物液态水可回收至水解过程重复使用,这为构建可持续的能源系统提供了可能。当前的能源系统运行需要完成三个关键反应:ORR(氧还原反应)、OER(氧析出反应)和HER(氢析出反应)。他强调,目前所使用的贵金属或贵金属氧化物催化剂不仅成本高昂,而且储存量有限,难以实现产业化。无金属碳基催化剂的出现,恰恰为解决这一难题提供了可能。

戴黎明介绍了2009年以来在无金属碳基催化剂领域的研究成果。他首次提出通过碳纳米管掺杂氮,可实现比贵金属(例如Pt)更优异的ORR活性及稳定性,具有广阔的应用前景,更进一步在氮掺杂碳纳米管中引入磷元素,得到的三维碳基材料可以作为ORR和OER双功能催化剂,并且在锌-空电池中表现出优异性能。他还提到,在众多杂原子掺杂的碳基材料中,边缘掺杂的三维多孔碳材料有望成为理想的无金属碳基催化剂。除了采用杂原子掺杂策略,戴黎明还指出,在碳基材料中引入特定的缺陷结构,有望进一步提升催化剂性能。

戴黎明特别指出,无金属碳基催化剂的研究仍有很大的发展空间。在报告结束后,他就相关问题与在场师生进行了研讨。

戴黎明,教授,国际著名材料科学家,美国发明家科学院院士,欧洲科学院院士,澳大利亚科学院院士,澳大利亚新南威尔士大学教授,澳大利亚ARC碳科学与创新卓越中心主任,长期从事功能高分子以及碳纳米材料能源和生物医药等方面的研究工作,在碳纳米管、石墨烯的合成组装、功能化和器件制造及其在能源方面的应用等研究领域取得了系列创新性研究成果,发表论文600多篇,共被引用130000多次,h指数大于179,已发表/申请30项专利;担任国际期刊Nano Energy (Elsevier)副主编和十余种期刊编委,近10年连续入选科睿唯安全球高被引科学家。

【 作者:王旻 孙伟 来自:石大山能新能源学院 科技处  责任编辑:卜令朵 审核:徐永涛】

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