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北大研制出新型“双金属烯”材料 可大幅提升电池性能

2019-10-03 15:06


化石能源的日益枯竭及所造成的环境污染、气候变化等危机急需增加可再生的清洁能源在社会能源体系中的比重。然而,可再生能源的间歇性特征以及常规电网在长途输电过程中的高电能损耗和高造价等弊端极大地限制了可再生电能的直接使用。更为有效的方式为基于电化学转换器件首先将可再生电能储存于含能分子的化学键中,再将这些含能分子运输至能源需求点并可控地释放化学能。电化学反应承载了此类化学能与电能之间的转换,其反应速率直接决定了能源转换效率以及电化学器件的运行功率,因此控制反应速率的电催化剂至关重要。


北大研制出新型“双金属烯”材料 可大幅提升电池性能

图1. 钯钼双金属烯的结构表征。电子显微镜图片;原子力显微镜图片及厚度分析;球差透射电子显微镜图片


北大研制出新型“双金属烯”材料 可大幅提升电池性能

图2. 钯钼双金属烯的性能评价及催化机理研究。各催化剂的ORR极化曲线及活性对比图;双金属烯的原子模型;氧结合能与晶格应变的关系;不同材料中Pd元素的d带中心位置


北大研制出新型“双金属烯”材料 可大幅提升电池性能

本工作得到了国家自然科学基金、北京首批杰出青年科学基金项目、国家重点研发计划新能源汽车专项、北京大学工程科学与新兴技术高精尖创新中心、中国博士后科学基金等项目支持。郭少军教授为论文的唯一通讯作者。骆明川博士是论文的第一作者。合作者包含美国加州州立大学Gang Lu教授和美国布鲁克海文国家实验室Dong Su研究员。


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