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大连理工大学在Nano Energy上发表碱性氢氧化综述文章

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     近日,宋玉江教授带领的能源电化学工程研究组在国际著名期刊Nano Energy上发表题为 “Hydrogen oxidation reaction in alkaline media: From mechanism to recent electrocatalysts”的综述文章(https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2017.12.008)

 

氢氧根交换膜H2燃料电池高效提供清洁电能,不排放二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物、硫氧化物和致霾颗粒物,仅排放清洁的水,被广泛认为是继质子交换膜H2燃料电池后的新一代动力电源技术。目前,国内外一些研究机构围绕其关键材料-碱性氢氧化电催化剂率先开展了研究。

本文首先综述了碱性氢氧化电催化剂的多种评价方法及各方法间的显著差异及不可比较性,建议了建立国际标准评价体系的必要性。然后,着重总结了不同研究团队对碱性氢氧化机理的相互矛盾的见解,一部分观点认为吸附态的氢是碱性氢氧化反应的唯一中间产物,氢键能是评价电催化剂活性的唯一指标,另一部分观点则认为除了吸附态的氢,吸附态的氢氧根也是碱性氢氧化反应的中间产物,电催化剂的活性不仅取决于氢键能的强弱也取决于亲氧性能的强弱。我们指出矛盾的症结在于传统的描述碱性氢氧化反应的历程过于简单,碱性氢氧化反应的基元步骤应包括H2的解离吸附、OH-的扩散、OHad的形成、HOad-Had/OH-Had的成键及H2Oad的脱附,对于不同的电催化剂速率控制步骤应该不同,即对应于不同的活性评价指标,为国际上对这一问题的激烈争论提供了一个解决方案。最后,总结了碱性氢氧化电催化剂的总体进展情况,展望了碱性氢氧化研究的未来发展方向。

文章的第一作者是大连理工大学博士研究生丛媛媛同学。

相关研究工作得到了科技部新能源汽车重点专项、辽宁省百千万人才工程百层次项目和大连市杰出青年科技人才等项目的资助。

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