学院碳中和团队在工程领域TOP期刊《Carbon》发表最新研究成果:硅掺杂类石墨烯炭材料增强电化学氧还原反应
发布日期:2025-01-06   作者:重点实验室  浏览数:10

在全球能源转型和可持续发展进程中,燃料电池和金属-空气电池作为新一代能源存储系统备受瞩目。然而,阴极ORR催化剂依然采用贵金属催化剂,因其成本高昂且资源稀缺,限制了大规模应用。非金属碳基电催化剂具有成本低、稳定性好等优势,备受研究人员关注。但是,由于碳基催化剂活性较差,研究人员通常采用氮、硫、磷、硼等杂原子掺杂的方式引入活性位点,提高其催化性能。

近日,碳中和与清洁能源技术研究团队成功制备了硅掺杂类石墨烯炭材料,并用于电催化氧还原反应。该工作以多晶硅副产物SiCl4为硅源,制备了富含C-O-Si化学键的硅掺杂类石墨烯炭材料。该材料作为 ORR电极材料,表现出了优异的电催化活性,其半波电位可达 0.80 V(vs. RHE),极限电流密度可达5.81 mA/cm2。该研究不仅为多晶硅生产中的副产品SiCl4的资源化利用提供了思路,而且为非金属碳基催化剂的设计提供了借鉴。

相关工作以 “Enhanced Electrochemical Oxygen Reduction Reaction on 'C-O-Si' Bonds in Si-doped Graphene-like Carbon(https://doi.org/10.1016/j.carbon.2024.119881)” 为题发表于《Carbon》(IF=10.5,中科院TOP期刊)。论文第一作者为石河子大学化学化工学院研究生杨守华和唐赢,通讯作者是张丽莉研究员和于锋教授。


 图1 摘要图


   (通讯员:潘珂珂)