氫氧燃料電池由于比能量高、零碳排放等優勢,在氫能轉換領域具有重要意義。近年來,堿性膜燃料電池由于其相對溫和的堿性工作環境,容許使用非鉑族金屬催化劑,被認為是一種經濟高效的燃料電池技術。然而,在堿性環境中,電池陽極氫氣氧化反應(HOR)動力學比在酸性中慢2-3個數量級。因此,研制高活性、高穩定性的堿性HOR催化劑對于氫燃料電池的發展至關重要。在自然界中,含有鎳元素的氫化酶可以有效催化HOR過程。受此啟發,基于鎳元素設計高性能堿性HOR催化劑受到學術界的高度關注。
近日,我校合肥微尺度物質科學國家研究中心高敏銳教授研究組受《Accounts of Chemical Research》(化學研究評述)雜志主編Cynthia J. Burrows教授邀請,發表了題為“Nickel-Based Anode Catalysts for Efficient and Affordable Anion Exchange Membrane Fuel Cells”的評述論文。基于該小組前期的研究工作,研究人員評述了堿性膜燃料電池陽極鎳基HOR催化劑的催化作用機制、改良策略和在實際燃料電池中的性能,同時也指出了該研究領域存在的挑戰和未來的研究方向,相關成果被《化學研究評述》選為封面論文之一(圖1)。
圖1.該論文被選為《化學研究評述》封面
近年來,高敏銳研究組一直致力于堿性膜燃料電池技術的發展和應用研究,通過金屬合金化、等離子體氮化和金屬玻璃化等催化劑改性策略,在非貴金屬驅動堿性膜燃料電池研究方面取得了系列的階段性成果(Nat. Catal. 2022, 5, 993;Nat. Commun. 2021, 12, 2686;Angew. Chem., Int. Ed. 2022, 61, e202208040;Nano Lett. 2023, 23, 107)。《化學研究評述》是國際上最具權威性的三大化學化工綜述性期刊之一,它具有鮮明的“自我綜述”的特色,主要描述通訊作者團隊自己的系統性研究工作,本次受邀在《化學研究評述》撰寫綜述論文,體現了我校科研團隊在堿性膜燃料電池技術領域的研究已形成系統性和國際影響力。
合肥微尺度物質科學國家研究中心高敏銳教授是論文的通訊作者,第一作者為中國科大博士后高飛躍。
相關研究受到國家自然科學基金委、國家重點研發計劃、安徽省重點研究與開發計劃等項目的資助。
論文鏈接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.accounts.3c00071
(微尺度、科研部)