元素百科介绍电催化电极材料的结构和应用。近日，中国科学院合肥物质科学院固体物理研究所微纳技术与器件研究室研究员李悦研究小组在电催化电极材料的结构和应用方面取得了新进展，并在国际期刊上发表了相关研究结果 of Materials Chemistry A(J.Mater.Chem.A,5.1163-1170(2017)。
制定Co基催化剂前景战略
在目前开发的各种可再生能源生产和储存技术中，电化学水裂解制氢、燃料电池、金属空气电池等能量转化和储存装置以其效率高、结构简单、环境友好、应用范围广受到广泛关注。氧析出反应(OER)在这些能量转换和存储装置中发挥着重要作用。然而，OER过程中的过电势非常高，需要消耗巨大的能量。通过催化剂降低OER过电势是非常必要的。目前，性能优异的催化剂主要是具有低电位、高电流密度等优点的基材。然而，由于贵金属的含量较低，这种材料很难得到大规模的工业应用。因此，基于非贵金属的高效催化剂的研发势在必行。理论研究表明，金属钴(Co)钴基氧化物具有氧化催化活性，接近于基质材料。但由于比表面积有限，实心结构的Co基催化剂难以进一步提高其催化活性，因此制备空心结构的Co基催化剂是一种很有前途的策略。
Co基催化剂成果展示
综上所述，李越研究小组的研究人员使用聚苯乙烯(PS)球作为模板，通过热解还原获得高比表面积空心碳掺杂Co/Co3O4异质复合纳米材料。该复合材料不仅保留了聚苯乙烯的球形结构，而且具有较高的比表面积和均匀分散的活性点。进一步研究表明，采用这种方法建造的复合材料具有优异的导电性和催化性，具有良好的循环稳定性。上述研究成果对高性能转换和储存材料的设计、大规模制备及其应用具有重要意义。
国家自然科学基金、中国科学院科技创新“交叉与合作团队”等项目资助了上述研究。
