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钼基电极材料的电化学储能应用进展
1
作者
王锦峰
刘悦
+2 位作者
钟鸿杰
曹峻鸣
吴兴隆
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第9期3340-3353,共14页
近年来,电化学储能技术得益于较高的能量密度与良好的可持续性优势,在智能电网与新能源电动汽车等领域中得到了广泛的研究与应用。其中,电极材料作为电化学储能器件重要的组成部分,对于实现优异的电化学性能具有决定性作用。在不同的电...
近年来,电化学储能技术得益于较高的能量密度与良好的可持续性优势,在智能电网与新能源电动汽车等领域中得到了广泛的研究与应用。其中,电极材料作为电化学储能器件重要的组成部分,对于实现优异的电化学性能具有决定性作用。在不同的电极材料体系中,钼(Mo)基材料由于中心Mo元素多变的价态、晶体结构的可调性以及较高的可逆容量,是颇具潜力的电极材料体系之一。钼基材料主要包括氧化物(如MoO_(2)、MoO_(3))、硫族化合物(如MoS_(2)、MoSe_(2)、MoTe_(2))、碳化物、氮化物、磷化物、过渡金属钼酸盐以及钼基复合材料等。然而,由于Mo基材料在电化学反应过程中所表现出的载流子迟缓的动力学行为与体积膨胀,从而导致较差的循环稳定性,进一步限制了Mo基电极材料的商业化应用。基于此,研究人员通常采取如微/纳米级结构、碳基质杂化、异质原子掺杂与复合结构设计等策略以优化Mo基材料的电化学性能。本文基于钼基材料的研究现状,主要针对不同类型Mo基电极材料的合成方法、结构特性、改性策略、载流子存储机理及其“构效”关系等方面进行了系统的总结,并对Mo基电极材料的晶体结构设计方向与应用前景进行了展望,以期为新型高性能Mo基电极材料及其在新型电化学储能技术中的发展提供参考。
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关键词
钼基材料
电化学储能
电极材料设计
材料合成
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职称材料
熵增工程在电催化反应中的研究进展
2
作者
张新义
任楷
+8 位作者
刘妍宁
谷振一
黄志雄
郑硕航
王晓彤
郭晋芝
Igor V.Zatovsky
曹峻鸣
吴兴隆
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期36-42,共7页
目前对高性能与高稳定性的电催化剂进行精准合成仍然是亟待解决的问题。熵作为是最重要的热力学参数之一,是描述体系无序程度的物理量,其数值主要由材料的结构、磁矩、原子和电子振动共同决定。根据体系的构型熵值,我们通常将材料分为...
目前对高性能与高稳定性的电催化剂进行精准合成仍然是亟待解决的问题。熵作为是最重要的热力学参数之一,是描述体系无序程度的物理量,其数值主要由材料的结构、磁矩、原子和电子振动共同决定。根据体系的构型熵值,我们通常将材料分为低熵材料(ΔS_(mix)<1R)、中熵材料(1R≤ΔS_(mix)≥1.5R)和高熵材料(ΔS_(mix)>1.5R)。随着熵值的增加,材料本征的物理与化学性质也会随之发生相应的变化。得益于不同金属元素的共存,在界面处原子级的多组分排列,所产生的协同性高熵效应能够有效地提升电催化反应的活性,因此在电催化领域中得到了广泛的研究关注。本综述对高熵电催化剂的基本概念、合成路线(“自上而下”与“自下而上”)以及在不同电催化反应类型中的高熵材料结构与性能之间的构效关系进行了系统总结,主要包括析氢(HER)、析氧(OER)、氧还原(ORR)、醇氧化(AOR)、氮还原(NRR)和二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)等,从而阐明熵增工程对高性能电催化剂设计与应用的优势与潜力。同时,针对目前高熵催化剂研究所面临的主要问题与挑战,对未来基于熵增工程的高熵电催化剂的设计思路与合成方法进行展望。
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关键词
熵增
合成
电化学
高熵催化剂
电催化
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职称材料
题名
钼基电极材料的电化学储能应用进展
1
作者
王锦峰
刘悦
钟鸿杰
曹峻鸣
吴兴隆
机构
东北师范大学化学学院
东北师范大学物理学院
出处
《储能科学与技术》
北大核心
2025年第9期3340-3353,共14页
基金
国家自然科学基金青年基金(52302222)
吉林省科技厅(20230508177RC)
香江学者计划(XJ2024039)。
文摘
近年来,电化学储能技术得益于较高的能量密度与良好的可持续性优势,在智能电网与新能源电动汽车等领域中得到了广泛的研究与应用。其中,电极材料作为电化学储能器件重要的组成部分,对于实现优异的电化学性能具有决定性作用。在不同的电极材料体系中,钼(Mo)基材料由于中心Mo元素多变的价态、晶体结构的可调性以及较高的可逆容量,是颇具潜力的电极材料体系之一。钼基材料主要包括氧化物(如MoO_(2)、MoO_(3))、硫族化合物(如MoS_(2)、MoSe_(2)、MoTe_(2))、碳化物、氮化物、磷化物、过渡金属钼酸盐以及钼基复合材料等。然而,由于Mo基材料在电化学反应过程中所表现出的载流子迟缓的动力学行为与体积膨胀,从而导致较差的循环稳定性,进一步限制了Mo基电极材料的商业化应用。基于此,研究人员通常采取如微/纳米级结构、碳基质杂化、异质原子掺杂与复合结构设计等策略以优化Mo基材料的电化学性能。本文基于钼基材料的研究现状,主要针对不同类型Mo基电极材料的合成方法、结构特性、改性策略、载流子存储机理及其“构效”关系等方面进行了系统的总结,并对Mo基电极材料的晶体结构设计方向与应用前景进行了展望,以期为新型高性能Mo基电极材料及其在新型电化学储能技术中的发展提供参考。
关键词
钼基材料
电化学储能
电极材料设计
材料合成
Keywords
molybdenum-based materials
electrochemical energy storage
electrode materials design
materials synthesis
分类号
O646.21 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
熵增工程在电催化反应中的研究进展
2
作者
张新义
任楷
刘妍宁
谷振一
黄志雄
郑硕航
王晓彤
郭晋芝
Igor V.Zatovsky
曹峻鸣
吴兴隆
机构
东北师范大学化学学院
东北师范大学
乌克兰国家科学院生物胶体化学研究所
出处
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期36-42,共7页
基金
国家重点研发计划(2023YFE0202000)
国家自然科学基金(52302222)
+3 种基金
吉林省自然科学基金(20230508177RC)
111项目(B13013)
中国博士后科学基金(2022M720704,2023T160094)
中央高校基本科研基金(2412022QD038)资助。
文摘
目前对高性能与高稳定性的电催化剂进行精准合成仍然是亟待解决的问题。熵作为是最重要的热力学参数之一,是描述体系无序程度的物理量,其数值主要由材料的结构、磁矩、原子和电子振动共同决定。根据体系的构型熵值,我们通常将材料分为低熵材料(ΔS_(mix)<1R)、中熵材料(1R≤ΔS_(mix)≥1.5R)和高熵材料(ΔS_(mix)>1.5R)。随着熵值的增加,材料本征的物理与化学性质也会随之发生相应的变化。得益于不同金属元素的共存,在界面处原子级的多组分排列,所产生的协同性高熵效应能够有效地提升电催化反应的活性,因此在电催化领域中得到了广泛的研究关注。本综述对高熵电催化剂的基本概念、合成路线(“自上而下”与“自下而上”)以及在不同电催化反应类型中的高熵材料结构与性能之间的构效关系进行了系统总结,主要包括析氢(HER)、析氧(OER)、氧还原(ORR)、醇氧化(AOR)、氮还原(NRR)和二氧化碳还原反应(CO_(2)RR)等,从而阐明熵增工程对高性能电催化剂设计与应用的优势与潜力。同时,针对目前高熵催化剂研究所面临的主要问题与挑战,对未来基于熵增工程的高熵电催化剂的设计思路与合成方法进行展望。
关键词
熵增
合成
电化学
高熵催化剂
电催化
Keywords
Entropy production
Synthesis
Electrochemistry
High-entropy catalyst
Electrocatalysis
分类号
O643 [理学—物理化学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
钼基电极材料的电化学储能应用进展
王锦峰
刘悦
钟鸿杰
曹峻鸣
吴兴隆
《储能科学与技术》
北大核心
2025
0
在线阅读
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职称材料
2
熵增工程在电催化反应中的研究进展
张新义
任楷
刘妍宁
谷振一
黄志雄
郑硕航
王晓彤
郭晋芝
Igor V.Zatovsky
曹峻鸣
吴兴隆
《物理化学学报》
SCIE
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
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职称材料
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