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钙钛矿/碳复合物应用于碱性溶液氧催化领域的最新综述

随着工业的大力发展和人们生活的不断提高,人类对能源的需求日益增加。然而在当今世界,过度地开发和使用化石能源造成了能源枯竭,并且造成了严重的环境污染。为了实现人类的可持续发展,寻求并开发绿色环保的能源系统(如燃料电池、金属-空气电池和电解水)是21世纪世界能源科技的主题。氧催化反应,即氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER),是燃料电池、金属-空气电池、电解水等清洁能源转换与存储技术的核心部分,也是制约这些新型能源技术商业化的主要瓶颈之一。因此,高性能氧催化电极材料的研制是当前这些技术发展的关键。迄今为止,贵金属Pt (及其合金)和贵金属氧化物RuO2/IrO2被公认为是活性最好的ORR和OER催化剂,但是这些贵金属催化剂由于存在资源短缺、价格昂贵、稳定性差的特点,阻碍了它们的大规模应用。钙钛矿氧化物由于成本低、资源丰富、种类多、环境友好等优点有望成为贵金属催化剂的可替代品之一。然而,大部分钙钛矿氧化物的室温导电性不高,一定程度上限制了它们的氧催化活性。鉴于此,很多研究者在钙钛矿氧化物电极中加入导电碳材料,形成钙钛矿/碳复合物来提高钙钛矿的氧催化活性。


通过对近几年相关文献进行案例分析,南京工业大学邵宗平点击查看介绍周嵬点击查看介绍教授课题组总结了钙钛矿氧化物/碳复合物在碱性溶液中氧催化领域的最新研究进展,发表了Perovskite/Carbon Composites: Applications in Oxygen Electrocatalysis 的综述文章。文章首先介绍了影响钙钛矿氧化物氧催化活性的一些关键参数(如电子结构、氧空穴、晶体结构、电导率和形貌等),然后总结了碳材料在钙钛矿/碳复合物中可能存在的多种作用以及钙钛矿/碳复合物的各种物理和化学合成方法,最后对钙钛矿/碳复合物在氧催化过程中的协同效应进行了重点分析,提出配体效应、溢出效应和形成的界面结构可能是协同效应的三种起因。文章也讨论了钙钛矿/碳复合物在碱性溶液中氧催化领域的挑战与机遇,在更合理评估钙钛矿活性方法、先进合成、表征手段、稳定性问题和拓展新应用等方面提出了见解与相对应的解决方案,希望在清洁能源系统中取得更多的突破。该综述近期发表在Small 上,本文的第一作者是南京工业大学化工学院的博士研究生朱印龙


该论文作者为:Yinlong Zhu, Wei Zhou, Zongping Shao

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Perovskite/Carbon Composites: Applications in Oxygen Electrocatalysis

Small, 2017, 13, 1603793, DOI: 10.1002/smll.201603793


导师介绍

邵宗平

http://www.x-mol.com/university/faculty/11637

周嵬

http://www.x-mol.com/university/faculty/27625


X-MOL催化领域学术讨论QQ群(210645329

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