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电催化期刊前沿信息_十大著名化学期刊(2024年12月实时热点)

内容来源：合毅科技所属栏目：教程更新日期：2024-11-29

电催化期刊

中科院青岛能源所朱佳伟博士生招生指南中科院青岛生物能源与过程研究所，这个由中科院、山东省和青岛市人民政府共同筹建的机构，成立于2006年。它致力于将创新驱动与需求牵引相结合，聚焦新能源与先进储能领域，同时兼顾新生物和新材料领域。这里的研究涵盖了战略性、基础性、前瞻性和系统集成重大创新研究，突破领域前沿科学难题和核心关键技术，提供重大创新成果和系统解决方案，满足国家和区域重大需求。今天，我要特别介绍一下这里的电催化方向，特别是朱佳伟研究员。朱佳伟是功能膜与氢能技术研究中心膜催化材料研究组的组长，同时也是博导。他入选了中国科学院高层次人才计划、山东省泰山学者青年专家、山东省优青等项目。近年来，他在Nature Communications、Angewandte Chemie International Edition、Advanced Materials、Mater. Today、Advanced Energy Materials、ACS Nano、AIChE Journal等期刊上发表了30多篇论文。他的研究项目获得了多项国家级和省部级科研项目支持，总经费超过1000万元。朱佳伟的研究成果获得了多项荣誉，包括2021年中国石油和化学工业联合会可持续发展青年创新奖-卓越奖（全国5人）、2020年中国化学会-化学化工与材料京博优秀博士论文奖（全国19人）以及2021年Angewandte Chemie International Edition官方推荐介绍等。他还担任了Green Carbon、eScience、Chinese Chemical Letters、Science for Energy and Environment等期刊的主编助理/青年编委。朱佳伟的主要研究方向包括：电合成与电催化关键材料（如无机钙钛矿材料、贵金属纳米材料、单原子等）的设计开发；电合成与电催化机理；先进电催化表征技术（如原位技术等）；电合成与电催化关键部件的设计开发；理论计算化学以及生物电催化。如果你对电催化方向感兴趣，特别是C2还原等与电合成、膜电极等领域有相关经验，那么朱佳伟的研究团队绝对是一个不错的选择。欢迎有志之士加入我们的行列，共同探索电催化的奥秘！

氢气作为清洁能源的核心，其制备效率是影响可持续生产的关键。然而，电催化析氢反应（HER）的进程常因气泡堆积和气体扩散问题受阻，影响催化效率。本研究开发了一种创新的超亲气（SAL）/超疏气（SAB）协同电极结构，显著加速气泡传输和溶解氢气的扩散，从而优化HER性能。 ✨研究亮点气泡快速传输： SAL条纹及时移除催化反应产生的气泡，避免“死区”形成，保持电极表面清洁。氢扩散加速： SAL连接大气环境，有助于溶解氢扩散，降低浓度过电位，提升HER效率。卓越的HER性能：在高电流密度下，SAL/SAB协同电极展现出极低的过电位，具有较强的实际应用潜力。 𐟓Š展望该研究通过SAL/SAB协同设计，解决了HER中的质量传输问题，提升了催化剂的性能和稳定性。这一设计思路可应用于其他气体演化反应，为电催化研究提供了全新路径。 𐟓š文献信息期刊： Science Advances DOI： 10.1126/sciadv.add6978 #科研绘图#⠂ #文献阅读#⠂ #科研学习#⠂ #论文写作#⠂ #sci#⠂ #电解水#⠂ #科研#

酸性环境中的水氧化反应（OER）是实现高效氢气生产的关键，但高成本和易失活限制了铱（Ir）基催化剂的应用。本研究开发了一种在锰（Mn）掺杂尖晶石氧化物（CMO）上稳定Ir单原子簇（IrSAE）的创新策略，通过优化Ir原子的分布和反应路径，大幅提升了催化剂的活性和稳定性。 𐟌Ÿ研究亮点单原子簇精准设计：利用Mn掺杂调控，在CMO表面稳定形成短程关联的Ir单原子簇，提升OER性能。氧化物路径优化：IrSAE-CMO抑制晶格氧参与，采用氧-氧自由基偶联路径，增强了OER反应效率。卓越的电催化性能与稳定性：在酸性条件下，IrSAE-CMO的活性和稳定性显著优于商业IrO₂，其衰减速率仅为2 mV h⁻⹣€‚ 𐟔쥉沿分析电化学性能评估：IrSAE-CMO在低过电位条件下表现出优异的OER活性（图4）。长期稳定性：恒电流测试显示其活性保持率为96%，抗腐蚀能力极佳（图5）。 𐟓ˆ未来展望该催化剂为OER中的贵金属催化剂设计提供了新思路，未来将进一步探索低成本、高效稳定的电催化剂设计。文献信息期刊：Advanced Materials DOI：10.1002/adma.202401648 #文献阅读#⠂ #科研学习#⠂ #催化#⠂ #电催化#⠂ #电解水#⠂ #科研绘图#⠂ #科研#⠂ #科研日常#

质子交换膜水电解（PEMWE）因其清洁高效的氢气生产能力而备受关注，但氧析出反应（OER）的阳极催化剂通常依赖于昂贵的贵金属。本研究通过创新的氟化策略，在Co₃O₄晶格中引入氟元素，成功开发了一种高效且稳定的氟化钴氧化物（Co₃O₄₋ₓFₓ）OER催化剂，在酸性条件下展现出优异性能。 ✨研究亮点卓越的OER性能：Co₃O₄₋ₓFₓ在酸性环境中实现349 mV过电位下达到10 mA cm⁻ⲧ”𕦵密度，在100 mA cm⁻Ⲥ𘋧賥🐨ጱ20小时。创新的氟化策略：通过氟原子的引入，调控Co的电子结构，增强催化剂的抗氧化性和结构稳定性。深度机制解析：结合原位和准原位表征及DFT计算，揭示了氟掺杂如何降低反应能垒，提升OER活性。 𐟓Š展望本研究通过在Co₃O₄中引入氟元素，显著提升了其OER性能，为非贵金属催化剂的设计和优化提供了新的思路。未来可进一步研究氟掺杂策略的适用性，以加速其在商业化PEMWE中的推广应用。 𐟓š文献信息期刊：Energy & Environmental Science DOI：10.1039/D4EE03982C #科研学习#⠂ #文献阅读#⠂ ⠣科研绘图#⠂ #催化#⠂ #电催化#⠂ #sci#⠂ #电解水#

𐟔婺槫‹强&徐梽川EES重磅研究𐟒劰ŸŽ‰近期，武汉理工的麦立强与南洋理工的徐梽川联手，在Energy Environ. Sci.期刊上发表了重磅研究！𐟧他们开发了一种全新的双金属单原子催化剂——NiFe-N-C，这种催化剂含有Fe纳米团簇，展现了卓越的析氧/还原反应（OER/ORR）活性和耐久性。𐟒ꊊ𐟔쩀š过简单的热解过程，他们利用金属酞菁和N掺杂的碳前体，成功制备出了这种催化剂。一系列原位光谱表征和密度泛函理论计算揭示了Ni-N4和Fe-N4配位结构的存在，以及相邻耦合的Fe纳米团簇的共存和电子协同作用。𐟧 𐟒ᨿ™种催化剂不仅优化了催化活性位点的电子结构，还加速了反应动力学，降低了氧电催化的能垒。因此，NiFe-N-C在锌-空气电池中表现出高功率密度、高比放电容量和超长寿命，为未来的能源科技发展铺平了新的道路！𐟌Ÿ 𐟎‰这项研究无疑为原子分散金属位点的协同电子调制提供了一种全新的策略，展现了双功能氧电催化剂设计的巨大潜力。麦立强&徐梽川的这项研究无疑为能源科学领域带来了新的希望！𐟒–

甲酸是重要的化工原料和潜在燃料，传统的高耗能CO₂捕集工艺增加了生产成本。针对这一问题，研究团队开发了一种基于聚离子液体（PIL）的电催化还原新策略，通过固态电解质电解槽（SSE）直接从烟气中制备高纯度甲酸溶液，显著提高了CO₂利用率并降低了生产成本。 ✨研究亮点创新CO₂吸附与催化机制：通过PIL分子设计增强了CO₂富集和转化能力，显著降低反应活化能，优化了催化剂的效率。高效低浓度CO₂处理：在CO₂浓度仅15%的烟气条件下，Bi-PIL复合催化剂保持了92.5%的甲酸生成法拉第效率。固态电解质电解槽集成：首次在电解槽中应用SSE技术，直接实现了纯甲酸的连续制备，简化了生产流程，显著节省能耗。降低50%的生产成本：集成工艺免除传统CO₂捕集和分离过程，与传统工艺相比，甲酸生产成本降低约50%。 𐟓Š前沿突破本研究通过聚离子液体与固态电解质相结合的创新策略，实现了从烟气到纯甲酸的高效转化，为甲酸的可持续生产提供了全新方案。 𐟓š文献信息期刊：Advanced Materials DOI：10.1002/adma.202409390 #科研学习#⠂ #催化#⠂ #文献阅读#⠂ #电催化#⠂ #sci论文#⠂ #科研绘图#⠂ #二氧化碳电还原#

酸性氧气析出反应（OER）是质子交换膜水电解（PEMWE）的核心步骤，然而传统的贵金属催化剂因成本和稳定性问题难以大规模应用。本研究通过掺镓策略构建了钴基尖晶石Co₁.₈Ga₁.₂O₄，以八面体位点CoⲢ𚭏-CoⳢ𚤸𚦴𛦀礸�ƒ，实现了在酸性环境中的高效催化和显著的稳定性提升。 ✨研究亮点八面体位点设计：掺镓策略使CoⲢ𚤻Ž四面体迁移至八面体位点，提升了催化性能并抑制结构降解。优异的催化活性：Co₁.₈Ga₁.₂O₄在200 mA cm⁻Ⲥ𘋨🐨ጴ50小时，过电位低至310 mV。理论与实验结合：结合DFT计算与原位拉曼实验，揭示了Co-Ga位点促进O-O键偶联的低能垒机制。 𐟓Š展望通过掺杂策略优化非贵金属催化剂的原子级结构设计，未来可进一步提升其工业电解水的应用潜力，为清洁能源的高效转化提供新方案。 𐟓š文献信息期刊：Advanced Energy Materials DOI：10.1002/aenm.202404007 #科研学习#⠂ #科研绘图#⠂ #文献阅读#⠂ #sci#⠂ #催化#⠂ #电催化#⠂ #电解水#

氯气（Cl₂）是化工行业的重要基础化学品，传统氯碱电解过程依赖于贵金属基混合金属氧化物（MMOs）催化剂，但成本高、资源有限。近期，电化学析氯反应（CER）领域取得了重要进展，创新催化材料和理论框架大大优化了反应性能。本综述重点探讨了CER催化中的新兴理论与非贵金属基材料的应用，为实现绿色高效的氯气生产开拓了新路径。 ✨研究亮点理论推动催化设计：通过计算氢电极（CHE）法，厘清了关键中间体的自由能变化，为新型催化剂设计提供了科学依据。单原子催化剂实现优异选择性：Pt基单原子催化剂（ADC）在低浓度NaCl和中性pH下表现出高氯气选择性。高熵氧化物突破材料局限：高熵氧化物（HEO）催化剂在中性环境中展现低过电位和高法拉第效率，为氯气生产提供了多样化方案。 𐟓Š前沿突破从石墨到高熵氧化物的技术演变，展示了氯碱电解催化剂向非贵金属材料的不断升级，推动了更高效、低成本的氯气生产。 𐟓š文献信息期刊：Angewandte Chemie International Edition DOI：10.1002/anie.202417293 #文献阅读#⠂ #科研学习#⠂ #催化#⠂ #电催化#⠂ #科研#⠂ #科研绘图#⠂ #综述#

随着全球对清洁能源需求的增加，水分解电解技术在氢能生产中发挥着至关重要的作用。针对传统电催化剂的能量损耗问题，本综述提出了通过优化多孔电极结构、界面工程和材料表面修饰等方式来提升水分解效率的新思路。 ✨研究亮点多孔结构设计：通过构建分级多孔结构，显著提升了反应物与催化剂的质量交换效率，降低了高电流密度下的能量损耗。界面工程：优化电催化剂与电极界面的结合，提升电荷传输路径的有效性，从而减少反应的欧姆损耗。纳米结构催化剂的应用前景：本研究展示了纳米结构催化剂在水分解中的潜力，通过微观结构调控，可为工业化电解水设备提供更低能耗的解决方案。 𐟓Š前沿突破本综述不仅揭示了优化催化剂结构的具体方法，还探讨了这些策略的可扩展性，为未来水分解技术的产业化提供了方向。 𐟓š文献信息期刊：Advanced Materials DOI：10.1002/adma.202404658 #文献阅读#⠂ #科研学习#⠂ #催化#⠂ #学术#⠂ #综述#⠂ #科研绘图#

【共面连接的RuO6八面体结构与电催化碱性析氢性能有何关联？】10月8日，@海南大学@中山大学李满荣教授、@香港中文大学（深圳）唐叔贤院士等团队合作在Cell Press期刊Chem Catalysis发表新文网页链接。他们利用压致结构相变合成了不同结构的BaRuO3，研究了其中不同RuO6配位环境对碱性HER的影响。其中，具有最大共面RuO6八面体连接方式占比的9R-BaRuO3表现出最优的碱性HER活性，可与商业的Pt/C催化剂以及现有大多数钌基催化剂相媲美。应用于AWE中的性能表现明显优于现有商用AWE，具备极大的应用潜力。

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