研究方向-电化学与功能材料实验室

: 面向碳中和的清洁能源电化学转化

随着工业的发展与社会的进步，人们对于能源的需求日益增长。然而，化石燃料的过度消耗会给全球气候带来不可逆的破坏，例如温室效应，酸雨等灾难性气候。当今，各个国家都在推动新型无污染的绿色能源发展，着力推动能源结构调整。2020年，我国明确提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和”的“双碳”目标，凸显了清洁能源领域的研究意义。在各种类型的能源中，氢能作为一种清洁而且能量密...
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: 高效纳米催化剂的理性设计和宏量制备

如氢燃料电池、SPE电解水等器件所涉及的电化学反应（ORR、HOR、OER、HER）均存在动力学迟缓的问题，目前仍需大量Pt、Ir等贵金属作为催化剂来加速反应的进行。因此，设计合成新型高效的低成本、长寿命电催化剂对于新能源的发展和利用具有重要的科学研究价值和现实意义。当前，相关催化剂存在成本较高、活性/稳定性不足等一系列问题，对此，本课题组从原子水平上精确调控催化剂结构，以开发高性能纳米催化剂，主要研究内容...
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: 氢燃料电池、电解水、CO2还原等相关电催化反应研究（反应路径、吸附态/活性中心演变、原位表征等）

本课题组关注的电催化反应包括ORR、OER、HER、CO2RR等清洁能源转换领域中的重要反应。当前，相关电催化反应的微观反应机制仍然不够明晰，同时电催化过程中活性中心的演变也有待阐释，本课题组在催化剂设计的基础上，围绕反应路径、吸附态、活性中心演变等方向开展深入研究，主要研究内容包括：电催化机理研究关键科学问题（1）电催化反应路径研究电催化反应往往涉及多个反应中间体和复杂的质子耦合电子转移步骤，...
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: 新型电化学能量转化与存储器件和系统开发（氢燃料电池、SPE电解水，器件集成等）

在反应机理研究与催化剂设计的基础上，本课题组进一步开展氢燃料电池、电解水，新型二次电池等电化学能量转化与存储器件和系统的开发，以期将设计的催化剂真正投入实际应用，主要研究内容包括：（1）氢燃料电池器件质子交换膜燃料电池（Proton Exchange Membrane Fuel Cells，PEMFCs）是一种直接将化学能转化为电能的新型能源装置，具有能量转化效率高、工作温度较低、清洁绿色等优点，但其存在阴极反应动力学缓慢、催化...
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