電催化電極材料構築及應用取進展

jinqi，zhongguokexueyuanhefeiwuzhikexueyanjiuyuangutiwuliyanjiusuoweinajishuyuqijianyanjiushiyanjiuyuanliyueketizuzaidiancuihuadianjicailiaodegouzhujiyingyongfangmianqudexinjinzhan，xiangguanyanjiujieguofabiaozaiguojiqikanJournal of Materials Chemistry A (J. Mater. Chem. A, 5, 11163-11170 (2017))上。

上圖為IR補償後的碳摻雜Co/Co3O4的空心球異質複合納米材料在1M KOH溶液中的極化曲線。插圖為複合材料的透射照片。

目前開發的各種可再生能源生產和存儲技術中
，電化學水裂解製氫、燃料電池、金屬-空氣電池等能量轉化和存儲裝置以其效率高、結構簡單、環境友好和應用範圍廣等優點受到廣泛關注。其中氧析出反應(OER) 在這些能量轉化和存儲裝置中扮演了重要角色。但OER過程的過電勢很高，需要消耗巨大的能量，通過催化劑降低OERguodianshishifeichangbiyaode。muqianxingnengyouyidecuihuajizhuyaoshijubeidiguodianshihegaodianliumidudengyoudiandeliaojicailiao。raneryouyuguijinshuliaoyuansuhanliangjiaoshao，cileicailiaonanyidedaodaguimodegongyeyingyong。yiner，yanfajiyufeiguijinshudegaoxiaocuihuajishizaibixing。lilunyanjiubiaoming，jinshugu(Co)及鈷基氧化物有接近釕基材料的氧化催化活性。但是實心結構的Co基催化劑由於有限的比表麵積，難以進一步提高其催化活性，故而製備空心結構的Co基催化劑是一種極有前景的策略。

綜上所述
，李越課題組研究人員利用聚苯乙烯(PS)球為模板
，通過熱解還原獲得高比表麵積空心的碳摻雜Co/Co3O4異(yi)質(zhi)複(fu)合(he)納(na)米(mi)材(cai)料(liao)。該(gai)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)既(ji)保(bao)留(liu)了(le)聚(ju)苯(ben)乙(yi)烯(xi)的(de)球(qiu)形(xing)結(jie)構(gou)
，又(you)具(ju)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)比(bi)表(biao)麵(mian)積(ji)和(he)均(jun)勻(yun)分(fen)散(san)的(de)活(huo)性(xing)位(wei)點(dian)
，如(ru)下(xia)圖(tu)所(suo)示(shi)。進(jin)一(yi)步(bu)研(yan)究(jiu)表(biao)明(ming)
，采(cai)用(yong)此(ci)種(zhong)方(fang)法(fa)構(gou)築(zhu)的(de)複(fu)合(he)材(cai)料(liao)具(ju)有(you)優(you)異(yi)的(de)導(dao)電(dian)能(neng)力(li)和(he)催(cui)化(hua)能(neng)力(li)，且(qie)具(ju)有(you)很(hen)好(hao)的(de)循(xun)環(huan)穩(wen)定(ding)性(xing)能(neng)。上(shang)述(shu)研(yan)究(jiu)成(cheng)果(guo)對(dui)高(gao)性(xing)能(neng)能(neng)量(liang)轉(zhuan)換(huan)與(yu)存(cun)儲(chu)材(cai)料(liao)的(de)設(she)計(ji)、大規模製備及其應用具有重要意義。

上述研究得到了國家自然科學基金、中科院科技創新“交叉與合作團隊”等項目的資助。