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In-situ Realize the Behavior of Electrocatalysts during the Chemical Reactions

主讲人:陈浩铭 教授

时间:2019年5月28日上午9:30

地点:材料化学工程国家重点实验室大楼四楼中庭报告厅

主讲人介绍:

陈浩铭,台湾大学理学院化学系教授,于2008年获得台湾大学化学系博士学位。2009年至2013年先后于台湾大学化学系、台湾大学物理系、美国加州大学伯克利分校杨培东教授课题组进行博士后研究,于2013年至今任职于台湾大学。以第一作者或通讯作者在Chemical Society Reviews, Nature Communications, Chem, Journal of American Chemical Society, Advanced Materials, Advanced Energy Materials等国际高水平期刊上发表70余篇SCI论文。获得“吴大猷纪念奖”,“杰出青年化学家”以及“台湾青年学者创新奖”等荣誉。

主要内容:

尖晶石族金属氧化物具有很大的氧演化反应(OER)潜力,但尖晶石氧化物的基本机理,特别是金属离子的作用,仍未完全了解。由于二价/三价金属离子与表面条件(形貌和缺陷)的配合位点不同,如何对尖晶石体系的电催化性能进行公正的评价是一个很大的挑战。在此,我们展示了一系列形态可控的MFe2O4 (M = Fe, Co, Ni, Zn)家族,以实现对OER电催化活性的全面研究,其中MFe2O4的二价金属(M2+)大部分位于八面体位点。通过分析,我们可以得出尖晶石金属氧化物的氧演化规律。尖晶石金属氧化物体系中OER的活性不是由金属离子的电子态决定的,而是由相变的发生来决定的,这种结构转变在结晶学位点(Td位点和Oh位点)都能很好地工作。此外,二价金属离子通过外延关系显著主导氢氧化氧的形成,这种外延关系依赖于尖晶石和氢氧化氧金属界面的原子排列,而三价金属离子很可能是主晶格。金属氢氧化物形成于氧化还原过程而非OER过程,而电阻和电容显著增加的氧化还原过程可能是尖晶石向金属氢氧化物结构转变的结果。我们认为,本研究获得的趋近策略和信息可以为设计一种具有发展前景的电催化系统提供指导。

主办单位:材料化学工程国家重点实验室


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