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《Nature Communications》報道我校電解水領(lǐng)域最新研究成果
時間：2018-06-14
來源：
作者：材料化學(xué)工程國家重點實驗室
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近日，我校材料化學(xué)工程國家重點實驗室邵宗平教授和周嵬教授研究團隊在電解水研究領(lǐng)域取得突破性進展。反鈣鈦礦（AXM3; A=Al, Zn, Cu等; X=C or N; M=Ni, Co, Fe等）結(jié)合了鈣鈦礦結(jié)構(gòu)的靈活性和過渡金屬氮化物高導(dǎo)電性、優(yōu)異電催化性等優(yōu)點，成為一種很有發(fā)展?jié)摿Φ奈鲅醴磻?yīng)電催化劑。該團隊首次研究了反鈣鈦礦CuNNi3在電催化領(lǐng)域中的應(yīng)用：利用CuNNi3和Fe3+的原位界面反應(yīng)，開發(fā)了一種多孔的，具有核殼結(jié)構(gòu)的Cu1-xNNi3-y/FeNiCu復(fù)合材料作為高效、穩(wěn)定的OER催化劑。此研究制備得到的高催化活性的Cu1-xNNi3-y/FeNiCu復(fù)合材料在電解水領(lǐng)域具有開創(chuàng)性的意義，并且該研究成果在Nature Communications上發(fā)表，文章的第一作者是化工學(xué)院博士三年級研究生朱艷萍。（文章鏈接：http://www.nature.com/articles/s41467-018-04682-y）
圖 Cu1-xNNi3-y/FeNiCu復(fù)合材料形貌與電化學(xué)性能
近年來，邵宗平教授和周嵬教授團隊領(lǐng)銜的固態(tài)離子與新能源材料研究團隊圍繞鈣鈦礦材料取得了一系列的研究成果。
在固體氧化物燃料電池（SOFC）方向上，開發(fā)了原位Ag析出的Sr0.95Ag0.05Nb0.1Co0.9O3-δ (SANC)陰極材料(Nano Lett., 2016, 16, 512)，Nb和Ta共摻雜的SrCo0.8Nb0.1Ta0.1O3-δ(SCNT) 陰極材料(Nat. Commun., 2017, 13990), 陰離子摻雜的SrFeO3–δ-σFσ陰極材料 (Adv. Energy Mater., 2017, 8, 1700242)，并于Nat. Energy雜志，發(fā)表一篇題為“Fuel cells: Hydrogen induced insulation”的特邀評述文章。
在催化水裂解(water splitting)方向上，基于鈣鈦礦材料開發(fā)了性能優(yōu)異的OER催化劑，包括新型SrNb0.1Co0.7Fe0.2O3–δ (SNCF)催化劑(Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 3897)，新型的SrScxNbyCo1-x-yO3–δ系列催化劑(Mater. Horiz., 2015, 2, 495)，引入A位缺陷的La1–xFeO3–δ (LF)催化劑(Chem. Mater., 2016, 28, 1691)，在B位摻雜非金屬P的SrCo0.95P0.05O3–δ (SCP)催化劑(Adv. Funct. Mater., 2016, 26, 5862)，在B位通過Fe，Sn策略共摻雜制備了BaCo0.9–xFexSn0.1O3–δ (BCFSn)催化劑(Adv. Sci., 2016, 3, 1500187)，制備了超低負(fù)載量兼具超高活性的無定形Ba0.5Sr0.5Co0.8Fe0.2O3–δ (BSCF)納米膜催化劑(Sci. Adv., 2017, 3, e1603206)，開發(fā)了B位離子有序化的SrCo0.4Fe0.2W0.4O3-δ (SCFW0.4)催化劑(J. Mater. Chem. A, 2018, 6, 9854)等。通過A位摻雜開發(fā)了性能優(yōu)異的析氫反應(yīng)(Hydrogen Evolution Reaction，HER) Pr0.5(Ba0.5Sr0.5)0.5Co0.8Fe0.2O3–δ (PrBSCF)催化劑(Adv. Mater., 2016, 28, 6442)，以及利用靜電紡絲技術(shù)制備高活性的全解水SrNb0.1Co0.7Fe0.2O3?δ nanorods (SNCF納米棒)催化劑(Adv. Energy Mater., 2016, 7, 1602122)。
此外，該研究團隊還將鈣鈦礦材料成功應(yīng)用于超級電容器(PrBaMn2O6–δ, Adv. Energy Mater., 2018, 8, 1702604；SrCo0.9Nb0.1O3?δ, Angew. Chem. Int. Ed., 2016, 128, 9728)和水處理(PrBaCo2O3?δ, ACS Catal., 2017, 7, 388)。
作者：材料化學(xué)工程國家重點實驗室；審核：仲盛來
