2019年11月8日中國科學技術大學國家同步輻射實驗室劉慶華副研究員學術報告

報告摘要：

       氧還原反應(ORR)和氧析出反應(OER)是燃料電池、金屬-空氣電池等電化學能量轉換裝置所涉及的一對可逆的電化學反應，緩慢的反應動力學與較低的反應可逆性是制約電池能量效率提升的關鍵科學問題。因此，亟需發展新型高效穩定的雙功能電催化材料并深入認識電催化反應過程中的動力學過程機理。我們通過“光誘導晶格應變”策略，可控地将晶格應力引入到過渡金屬基金屬有機框架(TM-MOF)材料晶格中，獲得了高效雙功能氧電催化材料。基于我國的合肥同步輻射光源，建立了自主知識産權的原位同步輻射電化學傅裡葉變換紅外光譜(Operando SR-FTIR)在線測量技術；采用該技術平台，研究了晶格應變NiFe-MOF材料在工作狀态下界面活性位變化以及關鍵反應中間産物，首次發現随着金屬活性中心Ni價态的升高，與四電子過程相關的氧催化反應關鍵中間産物*OOH形成并吸附在Ni4+高價活性中心上，從而高效地催化ORR與OER的進行。研究工作從原子水平上闡明了晶格應變NiFe-MOF材料電催化反應的微觀機制，為設計發展新型氧電催化材料提供了實驗基礎和理論指導。

報告人簡介：

       劉慶華，中國科學技術大學國家同步輻射實驗室副研究員。主要從事發展同步輻射先進實驗方法學及其在新型能源轉換功能材料領域應用的研究工作。基于合肥同步輻射裝置建立并發展了适用于固-液相電催化過程原位探測的同步輻射紅外譜學和軟X射線吸收譜學實驗技術，并應用于燃料電池和水電解池等先進能源存儲和轉換系統的氧相關反應的動力學過程監測。已發表SCI論文96篇，其中以第一/通訊作者在Nature Energy (1篇)、Nature Communications (2篇)、J. Am. Chem. Soc. (3篇)、Angew. Chem. Int. Ed. (2篇)、ACS Nano (2篇)、Nano Energy (1篇)、J. Mater. Chem. A (5篇)、ACS Appl. Mater. Interfaces (4篇)、J. Phys. Chem. C (11篇)等期刊上發表研究論文30餘篇。發表的論文被他引4000餘次，H因子為32。主持了國家自然科學基金重點項目(1項)、面上項目(2項)、青年項目(1項)、重點項目子課題(1項)、國家重點研發計劃項目子課題(1項)等10餘項課題。