:上海矽酸鹽所析書櫃抽泣氫與超容電極质料結構

文章来源:文迪 时间:2019-01-14

  上海矽酸鹽所析書櫃抽泣氫與超容電極资料結構設計和機理商酌獲進展

  隨著化石动力的逐年浪掷,新动力與儲能元件的開發运用成為熱點,个中新型氫动力和超級電容器是兩個研讨极端活躍的領域。氫氣是一種高效、2014年,參與雙十一汽車大促的企業數量和運動力度都進一步增添清潔的燃料,而電解水析氫不會產生溫室氣體,對環境無浑浊,是制氫的理思形式。超級電容器是一類新型的儲能元件,具有優異的充放電壽命及高功率密度,绝望實現對傳統化學電池局限或全面更换。盡管众種納米原料(如:過渡金屬化合物,異質原子修飾的復雜碳原料)作為產氫或超級電容器電極已外現出優異的電化學效力,可是暂时復雜的制備工藝和苛刻的結構調控嚴重制約瞭其進一步應用。

  近来,上海矽酸鹽研讨所組合技術及新原料研讨課題組正在新型電極原料的結構調控、效力優化及機理研讨方面取得苛重進展。該團隊以廉價原料為前驅體,领受固相法得胜剖析瞭具有優異電催化產氫效力的碳包覆Mo2C超細納米顆粒(圖1)。超細Mo2C顆粒的高比皮相積有利於增添活性原料皮相的反應位點,同時石墨層的高導電性大大促進瞭電子的傳輸,明顯下降析氫反應的過電勢。這種新型產氫催化劑與商用催化劑Pt(20wt%)/C的效力切近,且具有穩定性優異(圖2)、制備措施簡單易行、原料成本上等特點,已得胜推廣至其它碳包裹碳化物(W2C、VC等)納米顆粒的制備和應用。該項劳动近期發外於國際期刊Angew. Chem. Int. Ed., DOI:10.1002/anie.201506727。審稿人對該劳动給予高度評價,認為該非貴金屬析氫催化劑獨特的結構、優異的催化活性和穩定性使其绝望庖代昂貴的Pt/C商用催化劑得以應用。

  别的,該課題組與美國華盛頓大學讲授曹國忠团结,运用溶膠-凝膠法得胜制備瞭具有優異超電容效力的硫異質原子修飾的碳氣凝膠電極原料,初度闡述瞭硫誘導碳原料石墨化過程的機理 。所制備電極原料的比電容值正在有機電解液體系中高達120.4 F/g,同時正在經過2000個充放電循環之後仍能僵持94%以上的比電容值,外現出優異的循環穩定性(圖3) 。該劳动近期發外於期刊Nano Energy, 2015, 12, 567。審稿人高度評價瞭該論文的研讨結果:“本文作家初度報道瞭硫誘導石墨化改观碳原料比電容值的現象,將為高效力有機體系超級電容器的開發供给苛重的科學依據及現實意義。 ”

  上述劳动的主研人員為最先参预該研讨團隊的馬汝廣、周遙以及中科院“百人計劃”研讨員王傢成。以上研讨劳动失掉瞭國傢自然科學基金、中科院百人計劃、上海市科委等項目标資助。

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圖2:Mo2C@C的描摹及電催化產氫效力

  

  

圖3:硫修飾碳氣凝膠電極原料的超電容效力