新聞網訊 近期，材料科學與工程學院2020級高分子材料與工程專業本科生鄭秀璋以第一作者在Journal of Colloid and Interface Science上發表一篇題為“Controllable atoms implantation for inducing high valency nickel towards optimizing electronic structure for enhancedoverall water splitting”的研究論文，(https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.07.131)。該雜志是材料科學領域中科院大類一區期刊，影響因子9.9。該工作是在石墨烯應用技術創新研究院開展完成，劉敬權教授為指導教師和通訊作者。
可再生能源驅動的電化學水分解是一種生產高純度氫的綠色可持續技術，有望在替代化石燃料實現碳中和方面發揮關鍵作用。本項使用具有強氧化性的Se粉末作為Se源的同時，還可誘導Ni原子逃逸，在泡沫鎳上原位生長三維自支撐釩(V)摻雜的硒化鎳(NiSe)納米棒(NR)陣列(V-NiSe)，直接用作全水解的自支撐雙功能催化劑。從電子結構表征與分析中發現，注入富空d軌道的V原子能夠干擾Ni原子周圍的電子環境，并提高Ni陽離子的氧化態，進而優化了NiSe的電子結構。表化學測試表明V-NiSe催化劑具有非凡的催化活性和循環穩定性，在堿性條件下，V-NiSe電極催化析氫析氧的電流密度為50 mA?cm-2時，過電勢分別僅為270.2 and 251.2 mV。此外，使用V-NiSe作為陰極和陽極催化劑的組裝的全水解電解槽表現出在1.76 V電壓下，水的全分解的電流密度便可達到50 mA?cm-2。同時，電化學循環測試表明V-NiSe催化劑能夠實現在同樣的條件下長達80小時的連續電解并保持基本不變的催化活性。本研究為利用雜原子摻雜設計過渡金屬催化劑以控制其電子結構和提高其催化活性提供了一種新的策略。
材料科學與工程學院一直積極引導本科生參加學術研究，近幾年在本科生培養上做出了突出的成績。鄭秀璋同學在做好學業學習之余，積極參與科研工作。從大二開始就在劉敬權教授的指導下開始文獻閱讀和學習，逐步完成了實驗設計、實施和優化，并最終完成了數據收集、分析、總結和論文初稿的撰寫，在科研方面得到了全面系統的訓練和快速的提升。
另外，該團隊近期在電催化領域取得系列進展，部分成果發表在J. Colloid Inter. Sci.,2023, 650, 573-581. J. Colloid Inter. Sci.,2023,638,498-505. ACS Appl. Nano Mater., 2023, 6, 1965-1974. J. Colloid Inter. Sci.,2023，632，108-116. J. Colloid Inter. Sci.,2023，630，57-65. J. Alloy. Compd., 2023, 932, 167612. ACS Sustainable Chem. Eng., 2022, 10, 16417-16426. J. Mater. Chem. A,2022, 10, 23580-23589. J. Colloid Inter. Sci.,2022, 628, 467-476. J. Colloid Inter. Sci.,2022, 625, 50-58. J. Mater. Chem. A,2022, 10, 5442-5451.等行業頂級雜志。
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