青島能源所石墨炔催化劑取進展

據新浪新聞報道：氧還原反應作為燃料電池和金屬-空氣電池中的重要反應過程，受到廣泛關注。傳統的氧還原反應催化劑為鉑基催化劑，鉑價格昂貴，其成本超過燃料電池堆總成本的55%。近年來
，科研人員製備了一係列的非貴金屬催化劑，替代貴金屬鉑。其中，碳基催化劑因具有低成本、高穩定性
、儲(chu)量(liang)豐(feng)富(fu)
，以(yi)及(ji)較(jiao)強(qiang)的(de)抗(kang)一(yi)氧(yang)化(hua)碳(tan)和(he)甲(jia)醇(chun)性(xing)能(neng)，獲(huo)得(de)關(guan)注(zhu)。近(jin)日(ri)
，中(zhong)國(guo)科(ke)學(xue)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)新(xin)型(xing)能(neng)源(yuan)碳(tan)素(su)材(cai)料(liao)團(tuan)隊(dui)研(yan)發(fa)了(le)一(yi)種(zhong)氮(dan)摻(chan)雜(za)的(de)石(shi)墨(mo)炔(que)材(cai)料(liao)，用(yong)作(zuo)氧(yang)還(hai)原(yuan)反(fan)應(ying)
，表(biao)現(xian)出(chu)優(you)異(yi)的(de)催(cui)化(hua)性(xing)能(neng)，相(xiang)關(guan)研(yan)究(jiu)工(gong)作(zuo)發(fa)表(biao)在(zai)ACS Applied Materials & Interfaces上。

石墨炔是一種新型碳材料，由炔鍵和苯環連接而成，具有特殊的sp雜化碳原子
，已被報道在光催化、電dian催cui化hua以yi及ji生sheng物wu方fang麵mian均jun表biao現xian出chu優you異yi特te性xing。新xin型xing能neng源yuan碳tan素su材cai料liao團tuan隊dui在zai前qian期qi工gong作zuo的de基ji礎chu上shang
，不bu斷duan深shen入ru理li解jie石shi墨mo炔que材cai料liao的de電dian荷he結jie構gou，利li用yong石shi墨mo炔que材cai料liao獨du特te的de炔que鍵jian引yin起qi碳tan骨gu架jia中zhong部bu分fen碳tan原yuan子zi帶dai正zheng電dian的de特te性xing，進jin一yi步bu通tong過guo氮dan修xiu飾shi，將jiang石shi墨mo炔que材cai料liao成cheng功gong應ying用yong於yu氧yang還hai原yuan電dian催cui化hua反fan應ying，表biao現xian出chu優you異yi的de氧yang還hai原yuan催cui化hua性xing能neng。石shi墨mo炔que中zhong碳tan原yuan子zi被bei氮dan取qu代dai後hou，其qi電dian荷he結jie構gou將jiang被bei調tiao控kong
，與yu氮dan相xiang鄰lin的de碳tan原yuan子zi表biao現xian出chu更geng強qiang的de正zheng電dian性xing，可ke作zuo為wei氧yang還hai原yuan反fan應ying的de活huo性xing中zhong心xin。由you於yu石shi墨mo炔que材cai料liao具ju有you不bu同tong於yu常chang規gui碳tan材cai料liao（石墨烯、碳納米管
、石墨、無定形碳等）的特殊sp雜化碳原子
，氮原子可以通過取代sp雜za化hua碳tan，得de到dao新xin的de氮dan摻chan雜za方fang式shi，理li論lun和he實shi驗yan結jie果guo表biao明ming這zhe種zhong新xin的de摻chan雜za方fang式shi可ke以yi有you效xiao提ti高gao碳tan材cai料liao的de催cui化hua性xing能neng。所suo製zhi得de的de氮dan取qu代dai的de石shi墨mo炔que材cai料liao的de氧yang還hai原yuan催cui化hua性xing能neng與yu商shang業ye碳tan載zai鉑bo催cui化hua劑ji相xiang當dang。該gai工gong作zuo突tu破po了le當dang前qian研yan究jiu集ji中zhong於yusp和sp2雜za化hua的de碳tan材cai料liao的de限xian製zhi，顯xian示shi石shi墨mo炔que在zai電dian催cui化hua材cai料liao和he燃ran料liao電dian池chi中zhong的de巨ju大da應ying用yong前qian景jing
，也ye為wei降jiang低di氧yang還hai原yuan反fan應ying中zhong鉑bo等deng貴gui金jin屬shu催cui化hua劑ji高gao昂ang的de成cheng本ben和he儲chu量liang有you限xian的de問wen題ti，提ti供gong了le重zhong要yao的de解jie決jue途tu徑jing。

研究工作獲得了國家自然科學基金、中科院前沿科學研究計劃

、中科院“百人計劃”以及自然科學基金山東省傑出青年基金等的支持。