用于PEM燃料电池中的低铂和非铂氧还原催化剂

讲座题目：用于PEM燃料电池中的低铂和非铂氧还原催化剂主讲人：孙书会 副教授加拿大国家科学研究院(INRS)时间：2016年6月24日上午9:00地点：松江校区4号学院楼环境学院3150室环境学院2016.6.16

孙书会是加拿大国家科学研究院(INRS)魁北克功能材料中心可持续纳米技术实验室主任和副教授。并担任中科院物理研究所客座教授。他目前的研究兴趣集中在发展多功能纳米材料(石墨烯、碳纳米管、金属和金属氧化物)，用于PEM燃料电池(低铂和非铂催化剂),锂离子和Na-ion电池,超级电容器,废水处理中。他已经出版了4本书章节和60多篇同行评审期刊文章，引用指数超过了3200 (H指数=30)。他被列为一个发明家2日我们专利(授权)。他是获得加拿大的基础创新领袖机会奖(2015),魁北克青年研究者奖(2015)、安徽省自然科学一等奖(2014),加拿大总督的金牌奖(2012),伊势旅游奖(2010),亚历山大·格雷厄姆·贝尔加拿大NSERC奖学金(2009)。他是ECS,CSC,CQMF,Sigma Xi会员,同时是能量转换材料和技术,保存和存储(MATECSS) 联合国教科文组织主席。孙博士也作为同行评议期刊的编辑委员会成员，包括前沿能源存储、ISRN纳米材料,科学世界日报:纳米技术,并应用能量,客座编辑Electrochimica学报,氢能源国际期刊, 国际电化学能源科学院(IAOEES)出版部门的副总裁。

用于PEM燃料电池中的低铂和非铂氧还原催化剂

孙书会

对于清洁和可持续能源转换设备, PEM燃料电池(PEMFc) 预计未来将在清洁能源的使用方面发挥主导作用。但是, Pt基催化剂的高成本阻碍了质子交换膜燃料电池的商业化进程。因此,发展高效低铂和非铂催化剂是解决上述问题的键。

在这次演讲中,我将展示我们的最近在开发高效PEM燃料电池氧还原催化剂上的一些进展。在非贵金属(Pt-free)催化剂中，Fe/N/C催化剂被认为是最有前途的ORR催化剂之一。Dodelet 团队在这方面取得了重大突破的,催化剂的性能接近Pt[1,2]。然而,Fe/N/C的耐久性性能仍满足不了实际应用，并且性能衰减机制仍不清楚。最近,我们与Dodelet合作,我们做了一个系统的研究来验证铁是否是Fe/N/C催化剂开始快速衰减(稳定性问题)的起因,这是对于找到更好的方法来提高Fe/N/C催化剂是至关重要的[3]。此外,一种新型的基于三维多孔碳Fe/N/C催化剂将再此报告中对其进行讨论,这种催化剂显示出良好的活性和稳定性在酸性和碱性介质中。同时,一系列的Pt纳米结构(低铂)催化剂,包括纳米线、纳米管和单个原子用于燃料电池也将一并讨论(4-8)。

References

1. Proietti, E.;Dodelet, J.P, et al. Nature Communications, 2011, 2, 416.

2. Lefevre, M.; Proietti, E.; Jaouen, F.;Dodelet, J. P.Science2009, 324, 71.

3. Zhang, G.; Chenitz, R.; Lefèvre, M.; Sun, S.; Dodelet, J. P. Nano Energy, 2016, 2.

4. Sun, S.; Zhang, G.; Geng, D.; Chen, Y.; Li, R.; Cai, M.; Sun, X. Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 422.

5. Sun, S.; Jaouen, F.; Dodelet, J. Adv. Mater., 2008, 20, 3900.

6. Sun, S.; Yang, D.; Villers, D.; Zhang, G.; Sacher, E.; Dodelet, J. Adv. Mater., 2008, 20, 571.

7. Zhang, G.; Sun, S.; Cai, M.; Zhang, Y.; Li, R.; Sun, X. Scientific Reports, 2013, 3, 526.

8. Sun, S. et al., Scientific Reports, 2013, 3, 1775.