2019年11月8日中国科学技术大学国家同步辐射实验室刘庆华副研究员学术报告

报告摘要：

       氧还原反应(ORR)和氧析出反应(OER)是燃料电池、金属-空气电池等电化学能量转换装置所涉及的一对可逆的电化学反应，缓慢的反应动力学与较低的反应可逆性是制约电池能量效率提升的关键科学问题。因此，亟需发展新型高效稳定的双功能电催化材料并深入认识电催化反应过程中的动力学过程机理。我们通过“光诱导晶格应变”策略，可控地将晶格应力引入到过渡金属基金属有机框架(TM-MOF)材料晶格中，获得了高效双功能氧电催化材料。基于我国的合肥同步辐射光源，建立了自主知识产权的原位同步辐射电化学傅里叶变换红外光谱(Operando SR-FTIR)在线测量技术；采用该技术平台，研究了晶格应变NiFe-MOF材料在工作状态下界面活性位变化以及关键反应中间产物，首次发现随着金属活性中心Ni价态的升高，与四电子过程相关的氧催化反应关键中间产物*OOH形成并吸附在Ni4+高价活性中心上，从而高效地催化ORR与OER的进行。研究工作从原子水平上阐明了晶格应变NiFe-MOF材料电催化反应的微观机制，为设计发展新型氧电催化材料提供了实验基础和理论指导。

报告人简介：

       刘庆华，中国科学技术大学国家同步辐射实验室副研究员。主要从事发展同步辐射先进实验方法学及其在新型能源转换功能材料领域应用的研究工作。基于合肥同步辐射装置建立并发展了适用于固-液相电催化过程原位探测的同步辐射红外谱学和软X射线吸收谱学实验技术，并应用于燃料电池和水电解池等先进能源存储和转换系统的氧相关反应的动力学过程监测。已发表SCI论文96篇，其中以第一/通讯作者在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)等期刊上发表研究论文30余篇。发表的论文被他引4000余次，H因子为32。主持了国家自然科学基金重点项目(1项)、面上项目(2项)、青年项目(1项)、重点项目子课题(1项)、国家重点研发计划项目子课题(1项)等10余项课题。