近年來,研究人員在鈷鎳基氧化物/氫氧化物電催化劑的設計、合成上取得了較大的突破,使得該類材料在能源存儲與轉換領域展現出極其重要的應用潛力。其中,鈷鎳基氧化物/氫氧化物電催化劑的催化活性高度依賴于它們的表面電子結構。因此,可以通過調節鈷鎳基氧化物/氫氧化物電催化劑的表面電子結構來調節其電催化性質。近日,復旦大學先進材料實驗室和化學系的鄭耿鋒教授應邀在Advanced Functional Materials 上撰寫了綜述文章,系統總結了鈷鎳基氧化物/氫氧化物的電子結構調控研究進展及其對析氧反應(OER)、氧還原反應(ORR)和二氧化碳還原反應(CO2RR)性質的影響,并為未來設計和研制高效的鈷鎳基氧化物/氫氧化物催化劑提供了建議。

該綜述文章首先對鈷鎳基氧化物/氫氧化物電子調控的策略進行了宏觀歸類和細致介紹,包括缺陷調控(如氧空位、金屬離子空位、晶格畸變、應力、配位數)、組分調控、尺寸調控、形貌調控等等。催化劑的表面缺陷、電荷的分布情況和能帶結構共同影響著其電子結構,與其活性位點的數量、反應能壘和電子傳導性密切相關。因此,調控催化劑的電子結構能夠有效的調節催化劑對反應中間體的吸附能(如析氧和氧還原反應中的 *OOH/*OH/*O,二氧化碳還原反應中的*CO/*CHO等),從而有效地促進鈷鎳基氧化物/氫氧化物催化劑的催化性能。文章進一步對鈷鎳基氧化物/氫氧化物催化劑電子結構和催化性質的研究進展進行了詳細的介紹。最后,文章對鈷鎳基氧化物/氫氧化物催化劑電子結構精確調控面臨的挑戰和可能的發展方向,尤其是對鈷鎳基氧化物/氫氧化物催化劑電子結構-性質的構效關系的分析,以及如何邁向實際應用進行了分析和提出展望。

近日,中國科學院大連化學物理研究所研究員傅強和慕仁濤團隊在氫溢流可視化研究方面取得進展。研究人員發現氧化物-金屬界面結構對氫溢流過程具有重要影響,即通過構建氧化物/金屬反轉結構,可提升氫溢流速率和二氧......
層狀氧化物正極材料因高能量密度和易于規模化生產的特性,在鋰離子電池和鈉離子電池領域具有重要作用。得益于鈉資源的廣泛可得性以及在過渡金屬元素選擇上的高靈活性,無需依賴昂貴的鈷和鎳,可以采用成本效益更高的......
近日,中國科學院大連化學物理研究所包信和院士、研究員傅強團隊在界面限域催化研究方面取得新進展。團隊發現開放的TiO2等氧化物載體表面能夠提供限域環境,并且驅動In2O3顆粒在二氧化碳加氫反應氣氛中自發......
在重費米子、銅氧化物、鐵基等非常規超導體中,電子通過相對運動克服庫侖排斥,誘導自身配對產生超導電性,是目前已知的實現常壓高溫超導的唯一途徑。因此,建立不同于常規電-聲耦合配對機制的非常規超導理論,是探......
近日,南方科技大學深港微電子學院李毅達助理教授課題組在互補金屬氧化物半導體(ComplementaryMetalOxideSemiconductor,CMOS)后道集成和氧化物半導體領域取得重要進展。......
美國明尼蘇達大學雙城分校領導的一個團隊開發出了一種首創的突破性方法,可以更容易地用“頑固”金屬制造高質量的金屬氧化物薄膜。這項研究為科學家開發用于量子計算、微電子、傳感器和能源催化的下一代新材料鋪平了......
近日,中國科學院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質重點實驗室研究員孫珍團隊在南海中新世海相紅層成因研究方面取得最新進展。相關成果發表于《岡瓦納研究》(GondwanaResearch)。張哲博士為該論文第......
過渡金屬層狀氧化物(如LiNi1-x-yCoxMnyO2、LiCoO2)憑借高電壓、高可逆容量等優點,在鋰離子電池正極材料領域取得廣泛應用。在反復充放電過程中正極材料顆粒由表及里發生副反應造成活性物質......
據韓國成均館大學消息稱,該校電子電氣工學系研究團隊成功開發了高耐久性柔性突觸半導體元件。研究成果刊登在國際學術期刊《科學觀察》上。近年來,物聯網技術在便攜式智能設備領域應用需求迅速增加,特別是柔性電子......
未來的月球探險者也許能從塵土里擠出水來。一臺原型設備可以高效、自主地從人工制造的月球塵土中提取水和氧氣。月球上大約一半的土壤是由硅或鐵的氧化物構成。意大利米蘭理工大學的米歇爾·拉瓦尼亞及其同事制造并測......