中科院理化所张铁锐Nano Energy：石墨烯阵列杀青大电流密度下高效电合成双氧水重心二：石墨烯阵列电极正在电催化还原氧气到双氧水中呈现出优异的活性和采用性。

　　尚露：中邦科学院理化本事斟酌所项目斟酌员，硕士生导师，入选中邦科学院青年改进鞭策会。2013年于中邦科学院理化本事斟酌所取得博士学位后留所加入职业，目前要紧从事纳米/单原子催化剂的打算和合成及其正在能源储蓄/转换体系中的操纵斟酌，如水了解、燃料电池氧还原和二氧化碳还原。正在Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem.等SCI期刊公布论文50余篇，被引6000余次，H指数38。已授权创造专利11项。众次被中邦科学报、MaterialsViews、ACS Cutting-Edge Chemistry等邦外里学术消息媒体选为斟酌亮点报道。兼任罕有金属、Green Energy Environ.和Mater. Today Energy期刊青年编委。

　　本职业采用共聚焦扫描显微镜(CLSM)将石墨烯阵列电极的CLSM呼应与无序石墨烯电极举办了对比。从CLSM衡量获得的电极的界面布局举办三维重修。无序石墨烯电极的石墨烯纳米片全部被电解液渗出，正在成像区域变成相连的荧光呼应bsport体育。而石墨烯阵列电极，每个碳纤维上都存正在巨额气-液-固三相共存界面（聚焦变成的巨额亮点）。正在如此的三相界面上，气态O2可能迟缓从气相供应(清扫了传质题目)，同时与水相维持优异的接触，从而为ORR供应了丰盛的反映位点。

　　本职业还探究了大电流密度下石墨烯阵列电极电催化氧气到双氧水的功能。电流密度从80 mA cm-2到200 mA cm-2, 笔直发展石墨烯阵列电极正在H2O2产率和法拉第效用方面均呈现优异，正在100 mA cm-2要求下，石墨烯阵列电极的采用性为94%，H2O2的产率为60.7±0.6 mg cm-2 h-1。当电流密度弥补到200 mA cm-2时，H2O2产率到达102.8±0.7 mg cm-2 h-1, 法拉第效用稍降落到81%，高于目前已报道的大大批电催化还原氧气到双氧水的催化剂功能。同时正在100 mA cm-2的电流密度下，全豹系统运转16小时并维持褂讪。

　　张铁锐：中邦科学院理化本事斟酌所斟酌员、博士生导师，中邦科学院光化学转化与成效质料重心试验室主任。吉林大学化学学士，吉林大学有机化学博士。之后，正在德邦、加拿大和美邦举办博士后斟酌。2009年尾回邦受聘于中邦科学院理化本事斟酌所。正在Nat. Catal.、Nat. Commun.、Adv. Mater.、Angew. Chem.、JACS等期刊上公布SCI论文270余篇，被援用25000众次，H指数83，并入选2018-2021科睿唯安“环球高被引科学家”；申请邦度创造专利48项（已授权37项），正在邦际聚会上做特邀陈述40余次。曾获皇家学会高级牛顿学者、德邦“洪堡”学者基金、邦度基金委“杰青”、邦度“万人安排”科技改进领甲士才等资助、以及中邦感光学会青年科技奖等奖项。2017年中选英邦皇家化学会会士。兼任Science Bulletin副主编以及Advanced Energy Materials、Advanced Science、Solar RRL、Scientific Reports、Materials Chemistry Frontiers、ChemPhysChem、Carbon Energy、Innovation、SmartMat等期刊编委。现任中邦质料斟酌学会青年职业委员会-常委，中邦化学会能源化学专业委员会-秘书长，中邦感光学会光催化专业委员会-副主任委员等学术职务。

　　中邦科学院大学2017级博士斟酌生，目前要紧斟酌实质为打算和合成用于能量存储和转换的前辈电催化剂。现已正在Angew. Chem. Int. Ed., Adv. Energy Mater.等期刊公布论文5篇。

　　过氧化氢(H2O2)是一种绿色化学氧化剂，广博操纵于化工、环保和消毒等行业。目前工业合成H2O2要紧是蒽醌法，但其存正在能耗高，合成工艺庞大，有必定的安闲隐患等题目。而电催化还原氧气到H2O2为直接临蓐H2O2和现场操纵（省略储运本钱）供应了一种理思的新途径。碳基催化质料因其优秀的H2O2采用性和低本钱而备受体贴。然而，迄今为止开拓的大大批碳基催化剂只可正在低电流密度( 100 mA cm-2)下职业，这节制了其正在本质操纵中的发达。这要紧因为古板ORR电极的催化层经常是采用咸集物粘合剂将粉末催化剂粘合涂覆正在导电载体(如碳纸)上，倒霉于活性位点的充满展现、电子的搬动和反映物的传质。近年来，阵列电极已被注明正在电催化方面具有诸众取胜上述困难的上风。于是修建新型阵列布局催化电极希望为电合成H2O2带来更众不妨。

　　将电极用于三相电解装备中时002cc全讯开户送白菜，石墨烯阵列电极呈现出优异的ORR活性。同时正在较宽的电位局限内，石墨烯阵列电极无论是电催化还原氧气到双氧水的采用性和产率都昭着高于无序石墨烯催化剂和碳纸基底。正在0.35 V ~ 0.75 V vs. RHE电位局限内金年会，石墨烯阵列电极H2O2的法拉第效用大于85%，正在0.45 V vs. RHE时，石墨烯阵列电极的H2O2 法拉第效用为94%。正在0.35 V vs. RHE时，石墨烯阵列电极的H2O2产率到达58.3 mg cm-2 h-1，远高于碳纸(0.01 mg cm-2 h-1)和无序石墨烯电极(0.3 mg cm-2 h-1)。

　　该职业通过等离子体巩固化学气相重积法制备了笔直发展石墨烯阵列（VG array），并将其利用于ORR到H2O2。当石墨烯阵列电极行为职业电极操纵于三相活动电解池时，正在电流密度为100-200 mA cm-2的局限内，石墨烯阵列电极的最拉第效用值可达94%，双氧水产率最高可达102.8±0.7 mg cm-2 h-1。这种优异的功能归功于石墨烯阵列电极布局，可能将氧气从气相高效搬动到丰盛和充满展现的催化位点并参加反映。这项职业开拓的阵列电极为碱性溶液中大电流密度下2电子还原O2为H2O2供应了一个优异的鉴戒，也希望策动其他斟酌职员打算阵列催化电极用于天生H2O2或其他操纵气相反映物的主要电化学历程(如CO2还原或N2固定)。

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