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利用杂化电极调节催化过程中质子和电子转移
发布时间:2019-06-19        浏览次数:218

  6月14日下午,香港大学Edmund C. M. Tse助理教授受邀来访分子科学与工程学院(华南软物质科学与技术高等研究院),以“设计杂化电极优化氧还原反应的选择性”为主题做学术报告。报告中,Edmund C. M. Tse教授详细介绍了其实验室在开发可独立调节氧还原反应(ORR)过程中质子和电子转移速率的“纳米有机-无机杂化电化学平台”的最新进展。

  “涉及质子和电子转移的反应在许多催化过程及能源应用中都至关重要” Edmund C. M. Tse教授举例道,如燃料电池和相关能量转换技术的发展都受限于对氧还原反应(ORR)的理解。为此,其实验室开发了一种纳米尺度的有机-无机杂化电化学平台来对ORR反应中的质子与电子转移进行研究。该平台具有多层次结构,由自组装单层膜(SAM)、叠氮-炔键连接、ORR催化剂、磷脂层和质子转移剂组成。基于这一模块化纳米系统,研究人员可以高效地引入各种电催化基元,并能够可控地改变单一参数,如通过改变SAM的厚度来调节电子传递速率,通过脂层中的质子传递剂来调节质子传递速率等。

  Edmund C. M. Tse教授表示,其实验室通过使用杂化电极结构调节质子和电子转移的相对速率,在不影响电催化剂活性的情况下,实现了对所需“四电子过程”产物水的更高选择性。基于这种杂化电极系统的研究为ORR催化剂的热力学和动力学优化带来了更深的理解,可以预见其还将为其他能源转化催化体系的研究提供新途径。(图文/分子科学与工程学院(华南软物质科学与技术高等研究院))


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