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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Efficient and Durable Bifucntional Oxygen Catalysts Based on NiFeO@ MnOx Core-Shell Structures for Rechargeable Zn-air Battery.

点击次数：

影响因子：

8.75

DOI码：

10.1021/acsami.6b16180

发表刊物：

ACS Applied Materials & Interfaces

摘要：

Rechargeable Zn-air battery is limited by the sluggish kinetics and poor durability of the oxygen catalysts. In this Research Article, a new bifunctional oxygen catalyst has been developed through embedding the ultrafine NiFeO nanoparticles (NPs) in a porous amorphous MnOx layer, in which the NiFeO-core contributes to the high activity for the oxygen evolution reaction (OER) and the amorphous MnOx-shell functions as active phase for the oxygen reduction reaction (ORR), promoted by the synergistic effect between the NiFeO core and MnOx shell. The synergistic effect is related to the electron drawing of NiFeO core from MnOx shell, which decreases the affinity and adsorption energy of oxygen on MnOx shell and significantly increases the kinetics of ORR. The electrocatalytic activity and durability of NiFeO@MnOx depends strongly on the NiFeO:MnOx ratio. NiFeO@MnOx with NiFeO:MnOx weight ratio of 1:0.8 shows the best performance for reversible ORR and OER, with a potential gap (?E) of 0.792 V to achieve a current density of 3 mA cm-2 for ORR (EORR=3) and 5 mA cm-2 for OER (EOER=5) in 0.1 M KOH solution. The high activity of the NiFeO@MnOx(1:0.8) has been demonstrated in a Zn-air battery. Zn-air battery fabricated using the NiFeO@MnOx(1:0.8) oxygen electrode shows similar initial performance with that of Pt-Ir/C oxygen electrode but a much better durability under charge and discharge cycles as the result of the structure confinement effect of amorphous MnOx. The results demonstrate NiFeO@MnOx as an effective bifunctional oxygen catalysts for rechargeable metal-air batteries. © 2017 American Chemical Society.

论文类型：

期刊论文

卷号：

页面范围：

8121-8133

是否译文：

否

上一条： Iron Oxide Nanoclusters Incorporated into Iron Phthalocyanine as Highly Active Electrocatalysts for the Oxygen Reduction Reaction.

下一条： Polarization-Induced Interface and Sr Segregation of in Situ Assembled La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3-δ Electrodes on Y2O3-ZrO2 Electrolyte of Solid Oxide.

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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