【亮点论文】银凤翔-陈标华课题组在Journal of Materials Chemistry A上发表“热点论文”
CoNi alloys with slight oxidation@N,O Co-doped carbon: enhanced collective contributions of cores and shells to multifunctional electrocatalytic activity and Zn–air batteries
Xiaobo He, Fengxiang Yin*, Guoru Li, Biaohua Chen, Shuo Wang and Mingcheng Gu
氧气还原、氧气析出以及氢气析出等小分子电催化反应是锌空气电池、锂空气电池、燃料电池以及电化学分解水制氢等能量存储与转换技术的核心反应，然而它们均是动力学慢反应，都需要使用催化剂来加速它们的反应，从而提高存储和转换效率。在单一催化剂上实现多功能电催化一直是该领域研究的热点和重点，这对于降低上述能量存储与转换器件结构的复杂性、大幅度提高性能，促进它们的产业化都具有重要意义。银凤翔-陈标华课题组的何小波副研究员利用CoNi-双金属有机骨架材料为前驱体，开发了一种“表面轻微氧化的CoNi 合金@氮/氧共掺杂碳”的多功能催化剂。这种多功能催化剂拥有媲美于贵金属催化剂的氧气还原、氧气析出以及氢气析出的高效电催化性能。更为突出的是，这种电催化剂使得锌空气电池拥有98.6%的理论比容量和74.8%的理论能量密度，并且超过100小时运行后锌空气电池的性能几乎没有衰减。深入的构-效关系研究发现，该催化剂中CoNi合金纳米颗粒表面存在的少量氧化层起到了关键作用。这种关键作用主要体现在以下两个方面：（一）少量氧化层“富含”氧空位，氧空位促进了从CoNi合金纳米颗粒（核心）到氮/氧共掺杂碳（外壳）的电子转移，从而优化了在电催化过程中起直接催化作用的氮/氧共掺杂碳中活性位的电子结构及其对反应物种的吸脱附能力，最终使得CoNi合金纳米颗粒（核心）和氮/氧共掺杂碳（外壳）在多功能电催化过程中能够分别“间接”与“直接”地贡献各自的作用；（二）“富含”氧空位的少量氧化层还增强了催化剂的整体导电性，从而促进了催化剂、电解液与气态反应物（产物）之间的三相界面电荷转移，最终有利于加速多功能电催化反应过程。
此项研究得到了江苏省绿色催化重点实验室、国家自然科学基金以及江苏省自然科学基金的资助，并于近日发表于国际顶级期刊Journal of Materials Chemistry A上。因该项研究工作的创新性和对本领域研究的重要贡献，Journal of Materials Chemistry A将其评为“热点论文”（Hot Papers）。
Journal of Materials Chemistry A是材料化学领域的顶级刊物，在材料化学、物理化学、能源与燃料等学科领域享有盛誉，最新影响因子为11.301，中科院分区为一区。
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全文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2020/ta/d0ta08865j/unauth#!divAbstract
