连续入选6年能源高被引、4年工程高被引,邵宗平团队一天发两篇顶刊!

邵宗平,南京工业大学化工学院教授,博士生导师;澳大利亚科廷大学特聘教授。在能源储存和环境催化领域长期从事高质量的、创新性的研究。到目前为止,在燃料电池、锂离子电池、低温催化、水处理、太阳能电池、混合导体透氧膜等方向具有丰富的研究经验。

人物简介

邵宗平,南京工业大学化工学院教授,博士生导师;澳大利亚科廷大学特聘教授。1995年本科毕业于原杭州大学化学系(现浙江大学理学院),2000年毕业于中科院大连化物所获博士学位,2000年8月-2005年7月分别于法国科学研究中心和美国加州理工学院从事博士后研究,2005年7月加入南京工业大学。在能源储存和环境催化领域长期从事高质量的、创新性的研究。到目前为止,在燃料电池、锂离子电池、低温催化、水处理、太阳能电池、混合导体透氧膜等方向具有丰富的研究经验。目前在国际主流期刊包括Nature,Nature Energy,Nature Communications,Science Advance等上发表论文700余篇。

发表的论文引用近40000次,H-index为93;出版专著1本以及另外4本书中的重要章节。分别于2014、2017-2020年入选汤森路透工程领域全球高被引科学家,2015-2020年连续入选爱思唯尔中国高被引学者能源领域。是国际期刊Energy & Fuels、Materials Reports: Energy副主编,是《南京工业大学学报(自然科学版)》、Scientific Report、Energy Science & Engineering及材料导报、热科学与技术等学术期刊编委,是Journal of Materials Chemistry A、Energy Materials、Exploration、Nanomaterials等期刊的顾问编委。

在2021年8月26日,该团队与其他课题组合作,分别在Advanced Materials(IF=30.849)和Nano Energy(IF=17.881)上发表最新成果。下面,对这两篇成果进行简要的介绍,以供大家学习和了解!

01

Advanced Materials:异常强健的共面氧化物助力高效和持久的水氧化

在电解水的析氧反应(OER)过程中,共角氧化物通常会发生结构重构。因此,在另一种结构中引入动态稳定的活性位点是一项紧迫而具有挑战性的任务。近日,南京工业大学邵宗平教授和周嵬教授(共同通讯作者)等人报道了一种具有共面基序的1D 5H-多晶Ba5Bi0.25Co3.75FeO14-δ氧化物,并被作为碱性OER的高度活性和稳定候选物。

研究发现,Ba5Bi0.25Co3.75FeO14-δ具有三对组合键的稳定共面基序,即使在高OER电位下也能保持其局部结构。通过快速operando光谱所示,在OER高电位下连续工作110 h后,其性能退化基本可以忽略不计。此外,Ba5Bi0.25Co3.75FeO14-δ中较高的Co价态和较小的轨道带隙,使得比其共角对应物具有更好的电子传输能力,从而导致在0.1 M KOH中,在电流密度为10mA cm-2下过电位为308 mV,显著降低。

通过进一步的机理研究表明,共晶Ba5Bi0.25Co3.75FeO14-δ中晶格-氧位点之间的短距离,通过空间诱导效应促进晶格-氧参与,从而加速脱质子步骤(*OOH + OH- = *OO + H2O + e-)。总之,该工作不仅发现了一种新的具有令人印象深刻的OER性能的1D分面氧化物,而且为可持续能源系统的动态稳定和活性位点的合理设计开辟了新道路。

Exceptionally Robust Face-Sharing Motifs Enable Efficient and Durable Water Oxidation.Advanced Materials, 2021, DOI: 10.1002/adma.202103392.

https://doi.org/10.1002/adma.202103392.

02

Nano Energy:Ni2+/Co2+掺杂的Au-Fe7S8纳米片高效催化OER

为了克服碱性水电解槽等能源器件的效能有限的问题,需要开发具有显著增强的析氧反应(OER)性能的活性材料。近日,澳大利亚科廷大学Guohua Jia、邵宗平教授和Franca Jones、以及中国科学技术大学李云国研究员(共同通讯作者)等人报道了一种离子扩散诱导掺杂策略,并利用该策略制备了镍离子/钴离子(Ni2+/Co2+)掺杂的二维(2D)Au-Fe7S8纳米片(NPLs)。

研究发现,2D Au-Fe7S8 NPLs具有超高的OER活性,优于基准RuO2催化剂。其中,Co和Ni在Au-Fe7S8 NPLs中的共存,使得其在电流密度为10 mA cm-2下的最低OER过电位仅为243 mV,并且Tafel斜率也仅为43 mV dec-1,具有快速的动力学。

通过密度泛函理论(DFT)计算表明,Ni2+/Co2+掺杂改善了Au-Fe7S8 NPLs{001}表面OOH物种的结合,并降低了OER过程中分子的Gibbs自由能,从而有利于纳米片的卓越OER活性。因此,该研究的掺杂策略为开发高效OER催化剂开辟了一条新的途径。

Ni2+/Co2+ doped Au-Fe7S8 nanoplatelets with exceptionally high oxygen evolution reaction activity. Nano Energy, 2021, DOI: 10.1016/j.nanoen.2021.106463.

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.106463.

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