青島能源所成功製備石墨炔基高效FC催化劑

據中國科學院網站報道：mianlinhuanjinghenengyuanfangmiandezhongzhongwenti，xinnengyuanqichechanyehuodelepengbofazhan。diandongqicheyoubieyuchuantongqichedezhongyaozujianjiushitadedianchichunengxitong。qizhong，ranliaodianchi（FC）采用氫氣作為原料
，產物為水
，是一種汙染少、nengliangzhuanhuaxiaolvgaodelixiangdianchichunengxitong。raner，yaoshixiandaguimoshangyehua，ranliaodianchizaichengbendengfangmianhaimianduijiaodadezuli，qizhuyaobiaoxianzaidianchiyinjicexuyaodaliangdeguijinshubojicuihuajiduiyinjicedianhuaxuefanyingjinxingcuihua。bojicailiaojiageanggui，chuliangyouxian
，qidadazuaileranliaodianchidekechixuxing、大規模商業化應用。因此

，迫切需要製備一種性能優異
、價格低廉、儲量豐富的新型陰極催化劑以替代鉑基催化劑。

吡啶氮摻雜的石墨炔材料的電化學性能與反應過程

針zhen對dui以yi上shang問wen題ti


，在zai中zhong國guo科ke學xue院yuan院yuan士shi李li玉yu良liang的de指zhi導dao下xia
，中zhong科ke院yuan青qing島dao生sheng物wu能neng源yuan與yu過guo程cheng研yan究jiu所suo研yan究jiu員yuan黃huang長chang水shui帶dai領ling碳tan基ji材cai料liao與yu能neng源yuan應ying用yong研yan究jiu組zu設she計ji了le一yi種zhong苯ben環huan中zhong部bu分fen碳tan原yuan子zi與yu氫qing相xiang連lian的de新xin型xing石shi墨mo炔que基ji碳tan材cai料liao（HsGDY）cuihuaji。gaicailiaodeshejiheshixianshizaiyanjiuzuqianqichenggonghechengyuyingyongdaliangshimoquejicailiaodejichushangwanchengde。xiangguanyanjiuchengguoyiyujinqifabiaozaiguojiqikan《自然-通訊》（Nature Communications，2018, 9, 3376）上

，並被評選為Highlight工作。

得益於HsGDY的(de)獨(du)特(te)結(jie)構(gou)，在(zai)對(dui)其(qi)進(jin)行(xing)後(hou)處(chu)理(li)過(guo)程(cheng)中(zhong)，碳(tan)基(ji)材(cai)料(liao)與(yu)能(neng)源(yuan)應(ying)用(yong)研(yan)究(jiu)組(zu)準(zhun)確(que)控(kong)製(zhi)了(le)氮(dan)的(de)摻(chan)入(ru)類(lei)型(xing)
，選(xuan)擇(ze)性(xing)摻(chan)入(ru)對(dui)燃(ran)料(liao)電(dian)池(chi)陰(yin)極(ji)電(dian)催(cui)化(hua)最(zui)有(you)效(xiao)的(de)吡(bi)啶(ding)氮(dan)原(yuan)子(zi)
，從(cong)而(er)實(shi)現(xian)了(le)優(you)異(yi)的(de)催(cui)化(hua)性(xing)能(neng)。同(tong)時(shi)
，HsGDY具有六邊形的大孔，其分子孔徑達1.63 nm
，有利於催化反應過程中反應物和產物的傳質。通過電化學測試發現，吡啶氮摻雜的HsGDY在堿性條件下表現出了優於商業碳載鉑催化劑的超高活性。其在0.85 V電位下的電流密度為商業碳載鉑催化劑的1.6倍，同時具有比碳載鉑更好的穩定性和抗甲醇中毒能力。吡啶氮摻雜的HsGDY作zuo為wei新xin型xing燃ran料liao電dian池chi陰yin極ji催cui化hua劑ji替ti代dai傳chuan統tong鉑bo基ji催cui化hua劑ji
，展zhan現xian了le其qi巨ju大da的de潛qian力li。這zhe種zhong通tong過guo碳tan材cai料liao結jie構gou設she計ji，實shi現xian異yi原yuan子zi的de準zhun確que摻chan雜za的de方fang法fa
，也ye為wei製zhi備bei其qi他ta摻chan雜za型xing納na米mi催cui化hua材cai料liao提ti供gong了le新xin的de思si路lu。

該項研究得到國家自然科學基金、中科院前沿重點項目
、山東省自然科學基金的支持。文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-018-05878-y。