燃料电池电极材料的优化设计(交叉前沿论坛第59期)

发布者:陈红梅发布时间:2017-04-21作者:浏览次数:634

420日上午10:00,交叉前沿论坛(第59期)在J13D204会议室举行,本期交叉前沿论坛由武汉理工大学何大平教授做题为《燃料电池电极材料的优化设计》的报告。报告人介绍了作为燃料电池关键材料的Pt基催化剂面临的挑战,同时报告人介绍了其团队从各个角度和层面采取的措施。报告内容流畅深入、富有启发性,副院长邱成超、物信学院周幼华教授等与会人员,与报告人进行了广泛细致的学术交流。

燃料电池能将燃料(如H2)中的化学能直接转换为电能,不仅能源转换效率高,而且当以氢气为燃料时产物仅仅是水,为零污染过程,近年来正受到国际社会的热捧。由于成本较高、催化剂耐久性不足,燃料电池大规模商业化受到限制。报告人从电催化过程的三个层面,即反应物的传输、电子的传递、质子的传递,深入讲解了提高Pt基催化剂的活性及稳定性的方法。通过一种带有本征孔结构的聚合物(PIM)稳定Pt纳米颗粒,不但有效将Pt纳米颗粒锚定在碳载体表面,而且其本征纳米孔结构,有效保证了O2H2H2O等反应物的传质过程,获得了长寿命兼具优良活性的催化剂结构。采用导电性良好的石墨烯材料作基底,通过对其表面进行含氧官能团的修饰、接枝磺酸基团、全氟磺酸树脂修饰,在石墨烯层间嵌入纳米碳球获得三明治结构等方法,优化了H+/e-/O2等反应物的传递过程,并且(或者)提高了Pt纳米颗粒与载体之间的相互作用力,起到提高Pt催化剂稳定性及活性的作用。报告人团队还合成了二十面体Pt纳米笼、在PtNi合金表面上生长Ni-B薄膜结构,得到氧还原活性非常优异的催化剂,发表在国际著名期刊上(JACS, Nat. Comm.等)。由于在石墨烯功能化方面做了大量工作,报告人受邀在Advanced Materials上作了,关于石墨烯材料在质子交换膜燃料电池(PEMFC)中应用的文献综述。何教授还跟与会人员讨论了相关学术问题,并交流了科研心得。

何大平教授简介: 2013年毕业于武汉理工大学,获工学博士学位,随后先后进入中国科学技术大学、巴斯大学、剑桥大学从事科研工作,为英国皇家学会牛顿学者。201612月返回武汉理工大学,受聘为武汉理工大学教授,任湖北省射频微波中心交叉创新实验室主任。研究方向为纳米复合材料的制备与应用方面的研究,特别是新型石墨烯材料的合成与结构调控、贵金属纳米材料的界面设计、以及贵金属与石墨烯复合型材料在新能源设备、传感器、射频微波领域的应用。目前已在Nature Communication, Journal of the American Chemical Society, Advanced Materials等国际知名期刊上发表学术论文40余篇,论文他引600余次,并应邀作为International Journal of Hydrogen Energy, New Journal of Chemistry 等期刊审稿人。联系邮箱:hedaping@whut.edu.cn。论文链接https://www.researchgate.net/profile/Daping_He