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《美国科学院院刊》发表麦立强课题组分级介孔纳米线锂空气电池催化材料研究论文

发布时间:2012-11-23 字体:[增加 减小]
【新闻经纬讯】2012年11月12日,武汉理工大学—哈佛大学纳米联合重点实验室麦立强教授课题组最新研究论文Hierarchical mesoporous perovskite La0.5Sr0.5CoO2.91 nanowires with ultrahigh capacity for Li-air battery在国际著名期刊《美国科学院院刊》(PNAS)(doi:10.1073/pnas.1210315109)在线发表。

  锂空气电池是近年来得到快速发展的具备超大容量和超大能量密度的电化学电池,电池中的氧还原反应和氧析出反应的速率是影响其性能的主要因素,开发廉价高效的催化剂,提升反应速率对于锂空气电池的发展意义重大。钙钛矿型材料是备受关注的、具有较高氧还原和氧析出反应催化活性的电催化材料。

  麦立强课题组针对当前锂空气电池实际容量与理论容量有较大差距、反应产物阻碍氧扩散等问题,结合多步微乳液法,合成了钙钛矿型镧锶钴氧(La0.5Sr0.5CoO2.91,LSCO)分级介孔纳米线。BET测试表明其比表面积为97m2/g,相对于LSCO纳米颗粒有极大的提高。该纳米线直径约150nm,长度约几微米,内部由大量纳米短棒搭接而成,搭接部分形成大量堆积孔,分支纳米短棒也为多孔结构,因而具有大的比表面积和连续的氧扩散通道。通过旋转圆盘电极在水溶液和有机电解液体系线性扫描伏安测试表明,LSCO介孔纳米线比纳米颗粒具有更大的半波电位和极限扩散电流,对氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)表现出更高的催化活性。以介孔纳米线为催化剂组装的锂空气电池,放电容量高达11059 mAh g-1,相比于LSCO纳米颗粒而言,容量提高了一个数量级。由于高的催化活性,LSCO介孔纳米线在金属空气电池、燃料电池等方面有极大的应用潜力。相关成果已申请国家发明专利(申请号:201210420109.1)。

  麦立强教授课题组致力于纳米线储能材料与器件研究,在Nature Communications、Nano Letters、Proceedings of the National Academy of Sciences、Advanced Materials、ACS Nano等国际刊物发表SCI收录论文67篇,被Materials Today、Journal of Materials Research等邀请撰写专题综述论文4篇。近期发表的论文被引用820余次,被Nature Asia Materials、Nanowerk等著名网站选为研究亮点报道,并受到锂离子电池先驱M.S. Whittingham教授、介孔材料奠基人G.D. Stucky教授等世界一流学者的广泛关注和积极评价。上述研究受到科技部、国家自然科学基金委、教育部的资助。

  【小资料】

  《美国科学院院刊》网址:www.PNAS.org

  麦立强课题组发表论文摘要:

  http://www.pnas.org/content/early/2012/11/09/1210315109.abstract

  《美国科学院院刊》(PNAS)是世界著名的学术期刊,自1914年创刊至今,PNAS提供具有高水平的前沿研究报告、学术评论、学科回顾及前瞻、学术论文以及美国国家科学学会学术动态的报道和出版。PNAS在SCI综合科学类中排名第三,是仅次于《自然》和《科学》的综合类学术期刊。这是首次以武汉理工大学为独立单位在《美国科学院院刊》发表论文。

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