材料學院姚可夫、邵洋研究組在多孔銀氧還原催化劑方面取得新進展
????????2019年1月16日，清華大學材料學院姚可夫、邵洋研究組在《納米能源》（Nano Energy）上在線發(fā)表了題為《高性能氧還原催化劑-多孔銀的原位合成、使用與再生》（In-situ synthesis, operation and regeneration of nanoporous silver with high performance toward oxygen reduction reaction）的研究論文。該論文提出并采用了氧還原催化劑的原位合成、使用和再生方法，獲得了高活性催化劑，并在保證催化劑高性能的前提下極大地延長了催化劑的使用壽命。
????????氧還原反應是一類非常重要的半反應，在燃料電池和金屬-空氣電池等先進能源轉化與存儲器件的中有重要應用。為獲得低成本、高性能、長壽命的氧還原反應催化劑，研究組通過在氧還原反應電解液（0.1 M KOH）中對銀箔進行陽極氧化-電還原處理，獲得了具有擇優(yōu)取向的納米銀三維雙連續(xù)多孔結構（圖1）。原位合成的多孔銀表現(xiàn)出了與商業(yè)Pt/C催化劑相當?shù)母哐踹€原活性。理論計算結果表明，擇優(yōu)生成的Ag(110)面活性位點與氧還原反應中間產物OOH之間存在較強的交互作用，降低了氧還原反應首電子轉移過程的激活能，提高了多孔銀的催化活性。且得益于多孔銀的原位合成與原位使用，穩(wěn)定性測試之后的多孔銀經歷再一次原位陽極氧化-電還原處理之后，其催化性可以完全恢復（圖2）。這種原位合成、使用與再生的方法為制備高性能、長壽命功能材料提供了一條全新的思路。
????????材料學院姚可夫、邵洋研究組長期從事非晶納米晶材料及其應用研究。邵洋副研究員為該論文通訊作者，清華大學材料學院2016級碩士研究生趙威為第一作者。該研究得到了國家自然科學基金和國家重點研發(fā)計劃的經費支持。
????????論文鏈接https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S221128551930031X
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圖1? 多孔銀微觀結構及原位合成、使用和再生示意圖
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圖2? 多孔銀穩(wěn)定性測試前后及原位再生后的性能比較
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