首页 > 行业资讯 > 石河子大学清洁能源储存与转化团队在ACS AMI上发表论文

石河子大学清洁能源储存与转化团队在ACS AMI上发表论文

时间：2022-10-13 来源：浏览：

石河子大学清洁能源储存与转化团队在ACS AMI上发表论文

能源学人

能源学人

微信号 energist

功能介绍能源学人，打造最具影响力的能源科技服务平台！

收录于合集

以下文章来源于陈龙频道，作者陈龙频道

陈龙频道 .

石河子大学陈龙课题组最新学术成果与研究进展，以及本科生及研究生教育、学科竞赛等

【研究背景】

工业化进程快速发展引起大量化石能源的消耗，过度消耗导致严重的生态问题，为解决这些问题，开发清洁、高效、可持续的能源成为关注的焦点。氢能作为一种绿色可再生的清洁能源，有望成为替代化石燃料的新能源载体。然而高效的电解水催化剂主要集中在贵金属，因此开发低廉、可持续的电解水催化剂具有重要的意义。基于这些因素，我们设计了一种简单、高效的金属有机框架（MOF）电解水催化剂，将其应用于碱性水（海水）的电解。

【成果展示】

近日，石河子大学化学化工学院陈龙副教授团队发表了研究性文章，该论文设计合成了一种新型铁基双金属MOF（MFe-BDC (M: Mg, Zn, Cd)）电解水催化剂。实验结果表明CdFe-BDC具有最佳的OER和HER性能，其对应的过电势分别为η ₁₀₀ = 290 mV、η ₁₀ = 148 mV。此外，该催化剂具有高效的全解水性能，其氢气与氧气的生产效率为6.4和3.1 μL s ^-1 。结合密度函数理论（DFT）计算证明了双金属MFe-BDC的微观结构和电催化性能之间的关系。相关文章以题为“Structural and Electronic Modulation of Iron-based Bimetallic Metal-organic Framework Bifunctional Electrocatalysts for Efficient Overall Water Splitting in Alkaline and Seawater”发表在国际知名期刊 ACS Applied Materials & Interfaces（中科院一区TOP，IF 10.383）上，论文第一作者为石河子大学化学化工学院硕士研究生骆赟，通讯作者为陈龙副教授、杨晓东副教授及郭旭虹教授。通讯单位为石河子大学。

【内容展示】

图1 MFe-BDC (M: Mg, Zn, Cd)电极制备示意图

图2 (a) Fe-BDC, (b) MgFe-BDC, (c) ZnFe-BDC, (d) CdFe-BDC的SEM图像。CdFe-BDC（e）HRTEM图像，（f）SAED图案和（g）Mapping图像。

图3 MFe-BDC (M: Mg, Zn, Cd)的XRD，XPS表征

图4 MFe-BDC (M: Mg, Zn, Cd)在碱性水溶液中的电化学OER性能分析

图5 MFe-BDC (M: Mg, Zn, Cd)在碱性水溶液中的电化学HER性能分析

图6 CdFe-BDC在碱性水（海水）全解水电化学性能、法拉第效率测试及反应机理分析

图7 MFe-BDC (M: Mg, Zn, Cd) DFT理论计算模型及HER，OER过程吉布斯自由能变化

【结论】

本文设计合成新型铁基双金属MOF（MFe-BDC (M: Mg, Zn, Cd)）。通过详细的实验分析与DFT理论计算，证实了电子微观结构的调整与电催化性能的关系。此外，双金属间的协同作用，有利于反应物中间体的吸附，提升了电化学性能。该研究为双金属MOF碱性水（海水）电解领域的应用提供了基础。

Yun Luo, Xiaodong Yang, Li He, Yang Zheng, Jianxiang Pang, Liping Wang, Rong Jiang, Juan Hou, Xuhong Guo, Long Chen, Structural and Electronic Modulation of Iron-Based Bimetallic Metal-Organic Framework Bifunctional Electrocatalysts for Efficient Overall Water Splitting in Alkaline and Seawater Environment. ACS Applied Materials & Interfaces (2022). DOI:10.1021/acsami.2c05181.

LLZO和NMC的高效协同效应：快充锂电的新型解决方案

2022-10-12