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    《美國科學院院刊》發表麥立強課題組分級介孔納米線鋰空氣電池催化材料研究論文

    發布時間:2012-11-23 字體:[增加 減小]
    【新聞經緯訊】2012年11月12日,武漢理工大學—哈佛大學納米聯合重點實驗室麥立強教授課題組最新研究論文Hierarchical mesoporous perovskite La0.5Sr0.5CoO2.91 nanowires with ultrahigh capacity for Li-air battery在國際著名期刊《美國科學院院刊》(PNAS)(doi:10.1073/pnas.1210315109)在線發表。

      鋰空氣電池是近年來得到快速發展的具備超大容量和超大能量密度的電化學電池,電池中的氧還原反應和氧析出反應的速率是影響其性能的主要因素,開發廉價高效的催化劑,提升反應速率對于鋰空氣電池的發展意義重大。鈣鈦礦型材料是備受關注的、具有較高氧還原和氧析出反應催化活性的電催化材料。

      麥立強課題組針對當前鋰空氣電池實際容量與理論容量有較大差距、反應產物阻礙氧擴散等問題,結合多步微乳液法,合成了鈣鈦礦型鑭鍶鈷氧(La0.5Sr0.5CoO2.91,LSCO)分級介孔納米線。BET測試表明其比表面積為97m2/g,相對于LSCO納米顆粒有極大的提高。該納米線直徑約150nm,長度約幾微米,內部由大量納米短棒搭接而成,搭接部分形成大量堆積孔,分支納米短棒也為多孔結構,因而具有大的比表面積和連續的氧擴散通道。通過旋轉圓盤電極在水溶液和有機電解液體系線性掃描伏安測試表明,LSCO介孔納米線比納米顆粒具有更大的半波電位和極限擴散電流,對氧還原反應(ORR)和氧析出反應(OER)表現出更高的催化活性。以介孔納米線為催化劑組裝的鋰空氣電池,放電容量高達11059 mAh g-1,相比于LSCO納米顆粒而言,容量提高了一個數量級。由于高的催化活性,LSCO介孔納米線在金屬空氣電池、燃料電池等方面有極大的應用潛力。相關成果已申請國家發明專利(申請號:201210420109.1)。

      麥立強教授課題組致力于納米線儲能材料與器件研究,在Nature Communications、Nano Letters、Proceedings of the National Academy of Sciences、Advanced Materials、ACS Nano等國際刊物發表SCI收錄論文67篇,被Materials Today、Journal of Materials Research等邀請撰寫專題綜述論文4篇。近期發表的論文被引用820余次,被Nature Asia Materials、Nanowerk等著名網站選為研究亮點報道,并受到鋰離子電池先驅M.S. Whittingham教授、介孔材料奠基人G.D. Stucky教授等世界一流學者的廣泛關注和積極評價。上述研究受到科技部、國家自然科學基金委、教育部的資助。

      【小資料】

      《美國科學院院刊》網址:www.PNAS.org

      麥立強課題組發表論文摘要:

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

      《美國科學院院刊》(PNAS)是世界著名的學術期刊,自1914年創刊至今,PNAS提供具有高水平的前沿研究報告、學術評論、學科回顧及前瞻、學術論文以及美國國家科學學會學術動態的報道和出版。PNAS在SCI綜合科學類中排名第三,是僅次于《自然》和《科學》的綜合類學術期刊。這是首次以武漢理工大學為獨立單位在《美國科學院院刊》發表論文。

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