报告主题：PEM氢电转换高效催化新体系
报告嘉宾：葛君杰（教授，中国科学技术大学化学与材料科学学院）
时 间：2023年10月16日（周一）下午15点
地 点：材料学院536会议厅
报告人简介
葛君杰，教授，博士生导师，教育部青年知名学者，英国皇家化学会会士。研究兴趣为氢能源与燃料电池，主持国家重点研发计划青年项目、国家自然科学基金联合基金重点项目等。近年成果发表在PNAS，J. Am. Chem. Soc., Joule, Nature Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Energy. Environ. Sci.等。获省部级奖励两次，20多次受邀参加国内外学术会议做邀请报告或担任分会主席等，担任《应用化学》、《Frontiers in Chemistry》编委，《Nano Research》、《Chinese Chemical Letters》、《Chemcial Synthesis》青年编委，任“International Academy of Electrochemical Energy Science”理事、IEEE电力与能源协会中国区储能技术委员会常务理事等。
报告内容简介
PEM制氢水氧化过程具有高电压、腐蚀性强、动力学缓慢的特性，需使用大量贵金属来保障电解水性能。当前，为提升活性所做的努力一般会触发晶格氧参与反应，使得反应以晶格氧路径（LOM）进行而导致催化剂稳定性差，这导致析氧催化研究中长期存在活性与稳定性间此消彼长的矛盾关系。我们聚焦此瓶颈进行研究，我们以M-O键强调控为主线，创制了高稳定局域M-O共价性调控新策略，首次提出通过单位点Ir-O键共价性调控触发晶格氧选择性活化，基于晶格限域效应形成的特征Mn-O-Ir-O-Mn结构基元中，实现了晶格氧的选择性活化，且保持了高度的结构稳定性，运行650 h无明显衰减；发现了金属电荷可作为M-O键描述符定制析氧反应路径，其中，高M电荷会触发LOM机制，而M电荷适中时，催化剂中晶格氧物种能带降低并远离费米能级，从而使反应以AEM机理发生，并可通过调控Ru电荷精准调控O吸附性质，获得优异的催化性能。组装的电解池在1A/cm2电流密度工作时，槽压低至1.64V，且稳定工作1300h以上无明显加速衰减；揭示了可变价氧化物基底（M’N/N-1，Ov）调控M的氧配位动态饱和度新机制，基于这种动态界面效应对Ir催化的原位调制效果，Ir/Nb2O5-x在PEM电解池电流达3A cm-2时的槽压仅为1.84 V（远超DOE指标）,电解池2000 h测试后槽压无衰减，且能连续响应波动性电压输入，综合性能突出。
欢迎有兴趣的师生前来参加！
材料学院
2023年10月16日
