中南大学程义

程义

学位：博士学位
职称：教授
学科：冶金工程. 环境科学与工程
所在单位：冶金与环境学院

教授博士生导师硕士生导师

入职时间：2018-09-07
所在单位：冶金与环境学院
学历：博士研究生毕业
办公地点：理学楼417
性别：男
联系方式：15874899443；微信：chycurtin1983
学位：博士学位
在职信息：在职
毕业院校：中南大学

学科：冶金工程
环境科学与工程

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Pristine carbon nanotubes as non-metal electrocatalysts for oxygen evolution reaction of water splitting.

点击次数：

影响因子：

19.5

DOI码：

10.1016/j.apcatb.2014.07.049

发表刊物：

Applied Catalysis B: Environmental

摘要：

Oxygen evolution reaction (OER) is one of the most important reactions in electrochemical energy storage and conversion systems. Thus, the development of efficient electrocatalysts with high activity and durability is of great technological and scientific significance. We demonstrate here for the first time that pristine carbon nanotubes (CNTs) composed of between 2 and 7 concentric tubes and an outer diameter of 2–5 nm have an outstanding activity for the OER in alkaline solution as compared with single-walled and multi-walled CNTs (SWNTs & MWNTs). For example, current density measured at 1.8 V (vs RHE) for the OER on triple-walled CNTs is 56 mA cm−2, ∼10 times higher than 5.9 mA cm−2 measured on SWNTs and 35 times higher than 1.6 mA cm−2 measured on MWNTs. The activity of such CNTs is significantly higher than that of conventional 20% Ru/C and 50% Pt/C electrocatalysts at high polarization potentials. Such CNTs also show an excellent stability toward OER. One hypothesis is that for the OER on CNTs with specific number of walls, efficient electron transfer occurs on the inner tubes of the CNTs most likely through electron tunneling between outer wall and inner tubes, significantly promoting the charge transfer reaction of OER at the surface of outer wall of the CNTs. For SWNTs, such separation of functionality for OER is not possible, while effective electron tunneling between outer wall and inner tubes of the CNTs diminishes as the number of walls increases due to the reduced dc bias (i.e., the driving force) across the walls or layers of MWNTs. This hypothesis is strongly supported by the observed distinctive volcano-type dependence of the electrocatalytic activity and turnover frequencies (TOF) of CNTs as a function of number of walls.

论文类型：

期刊论文

卷号：

163

页面范围：

96-104

是否译文：

否

发布期刊链接：

http://dx.doi.org/10.1016/j.apcatb.2014.07.049

上一条： Significant promotion effect of carbon nanotubes on the electrocatalytic activity of supported Pd NPs for ethanol oxidation reaction of fuel cells: The role of inner tubes.

下一条： One-Pot Synthesis of Metal-Carbon Nanotubes Network Hybrids as Highly Efficient Catalysts for Oxygen Evolution Reaction of Water Splitting.

个人简介

程义，中南大学教授，湖南省杰青，致力于氢燃料电池和电解水相关的关键催化材料、膜材料和膜电极设计和器件研究。在Adv. Mater.、Energy & Environ. Sci.、Electrochem. Energy Rev.、Adv. Sci.等国际权威期刊上发表SCI论文80余篇；主持国家重点研发课题、国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划子课题、国家自然科学基金-区域联合创新基金课题、澳大利亚同步辐射项目、湖南省重点研究计划课题、湖南省自然科学基金面上项目、企业横向等项目10余项。申请发明专利18项，已授权8项。担任Adv. Powder Mater.青年编委，任湖南省新材料产业协会氢能分会秘书长，应邀在世界燃料电池大会、全国电化学会议等国际国内会议上进行相关学术报告十余次，作为主要成员组织中国化学会2019能源材料与缺陷化学学术研讨会；获西澳华人科学家协会2017年科研奖、2019年国际材料协会师昌绪最佳论文奖。

1）国家重点研发计划氢能专项，2023YFB4006200，高性能高温质子交换膜燃料电池关键材料创制与电堆集成，课题负责人，在研；

2）国家自然科学基金面上项目，22272206，基于高温直接甲醇燃料电池高性能阳极催化剂构筑及催化机制研究，主持，在研；

3）企业横向课题，先进水电解槽、燃料电池技术开发，主持，在研；

4）国家自然科学基金区域创新发展联合基金，U19A2017，高温聚合物电解质膜燃料电池关键催化材料及高性能膜电极构筑，课题负责人，已结题；

5）湖南省杰出青年基金项目，2023JJ10061, 高温聚合物电解质膜燃料电池关键材料研究，主持，在研；

6）湖南省自科基金面上项目，S2022JJJCQN0265，高温聚合物电解质膜燃料电池阴极双金属铁基非贵金属催化剂精准制备及磷酸助催化机制，主持，已结题；

7）湖南省重点研发计划，2022SK2067，生物医药、化工工业园区废水深度处理技术研究与应用示范，课题负责人，在研。

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