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材料科学与工程学院马吉伟教授、黄云辉教授关于锰基氧化物电催化剂的最新研究成果发表于《自然通讯》

发布时间：2021-05-31 16:30:13 浏览次数：250 来源：同济大学若有侵权请联系400-0815-589删除

5月25日，材料科学与工程学院车用新能源研究院马吉伟教授、黄云辉教授团队在国际知名学术期刊《自然·通讯》(Nature Communications)上在线发表了题为“Boosting oxygen reduction activity and enhancing stability through structural transformation of layered lithium manganese oxide”的研究论文。该研究基于缺陷调控，利用质子交换的策略有序调控锰基材料的不稳定氧浓度和层间距，用于提升材料的催化活性和稳定性。该论文分别从材料的结构转变、电子特性和电化学性能等多个方面全面表征了调控前后锰基氧化物电催化剂的各项特征。研究发现了不稳定氧浓度和层间距对锰基材料催化稳定性和活性之间的关联性，同时该策略可以应用于其他含碱金属的层状金属氧化物材料，为构筑高性能氧还原反应非贵金属氧化物提供了新的设计思路。

氧还原反应(ORR)是燃料电池电催化领域的重要研究课题，但是ORR反应动力学缓慢。现阶段，铂基催化剂是优异的ORR催化剂，然而铂基金属的成本和稀缺性限制了它的广泛应用。锰基金属氧化物因其价格低廉、资源丰富和价态多变等特点，使得锰基氧化物应用于氧还原反应的研究成为了近期的热点，受到了广泛的关注。马吉伟教授课题组基于缺陷化学，致力于开发高效的燃料电池非贵金属催化剂。该课题组研究人员将质子交换的策略应用于调控锰基氧化物反应活性和稳定性，基于缺陷化学精准调控不稳定氧浓度和层间距，激发了传统层状锰氧化物的催化活性和稳定性，构筑了具有高氧还原活性和稳定性的锰基氧化物电催化剂。