我院本科生林荣在国际著名期刊《Chemical Communications》发表学术论文

  化石燃料的广泛使用已经导致了日益严重的环境污染问题。因此，替代能源的研究迫在眉睫。在这一背景下，氢能作为一种高能量密度的绿色能源备受关注。电解水提供了一种简便的方法用于生产纯氢。然而，阳极析氧反应（OER）的缓慢动力学限制了整个水裂解过程。商用贵金属氧化物，如IrO₂和RuO₂，被认为是优秀的OER催化剂，但其高昂的成本、稀缺性和低电导率限制了其广泛应用。因此，研发经济、丰富和高效的OER催化剂显得尤为重要。另一方面，金属有机框架（MOF）由金属单元与有机配体之间的强配位键构成。由于其具有高比表面积、丰富的孔隙结构和多样性的结构，MOF材料在制备具有出色OER催化性能的MOF衍生碳纳米材料方面展现了巨大的潜力。然而，由于Ni-MOF制备的OER催化剂存在活性不足和稳定性较差的问题，因此通过引入两种或多种过渡金属产生的协同效应，可以显著促进OER的电子转移，降低反应势垒，提高催化效率。此外，氮掺杂碳的包覆效应已被证明可以有效地防止催化剂的腐蚀，并表现出卓越的稳定性。我们期望通过合理的设计和合成策略，制备氮掺杂的双金属基MOF衍生碳纳米材料用于OER。这项研究为设计高效、低成本的非贵金属基电催化剂提供了合理的方案策略。

本文提出了一种新型的MOF衍生多孔FeNi@NC电催化剂，该催化剂表现出卓越的电化学性能和稳定性。在306 mV的过电位下，该催化剂能够提供10 mA cm^-2的电流密度，在碱性溶液中表现出良好的稳定性。同时，通过DFT计算，我们发现Fe的掺杂成功地弥补了镍基催化剂电化学效率不足的缺陷。这种方法不仅可以成功应用于其他MOF衍生的多孔碳纳米材料，实现能量转换和存储，同时也为能源相关领域的应用提供了有力的指导。

图1. FeNi@NC催化剂的制备流程图。

  本论文以“Controllable fabrication of iron-nickle alloy embedded in nitrogen-doped carbon for oxygen evolution”为题发表在《Chemical Communications》上。best365网页版登录为第一通讯单位，best365网页版登录我院钱金杰副教授为通讯作者，我院21级本科生林荣、21级研究生毛璐娇为共同一作，21级本科生丁奕参与了该项工作。该工作受到国家自然科学基金（21601137）、浙江省自然科学基金（LQ16B010003）、浙江省温州市基础科技研究项目（H20220001）的资助。

参考文献：

Rong Lin, Lujiao Mao, Yi Ding, and Jinjie Qian*. Controllable fabrication of iron-nickle alloy embedded in nitrogen-doped carbon for oxygen evolution. Chem. Commun. 10.1039/d3cc04474b

https://doi.org/10.1039/d3cc04474b