第一作者：李雪梅
通訊作者：喬錦麗
通訊單位：東華大學
能源需求的急劇增長導致了化石燃料迅速消耗，從而引發了環境問題的爆發。研究與發展清潔和可持續能源存儲與轉換系統成為了當今不可避免的課題。目前，在不同能量存儲和轉換體系中，可充式鋅-空電池由于成本低、環境友好、安全性能可靠、比能量密度高等優勢引起了人們的廣泛關注，在未來能源應用領域起著不可缺少的作用。
近日，東華大學環境學院喬錦麗教授課題組通過簡單的共沉淀法與后熱處理相結合，制備出以MnO2、Co3O4和CNT的雜化材料構建的以針狀網絡結構為主體形成的松弛三維球形Co3O4/MnO2-CNTs催化劑。
催化劑的形貌、組成和作用機理通過SEM，TEM，TEM-mapping，XRD，EDX和XPS進行了詳盡分析。通過與Co3O4/MnO2，MnO2納米管和碳納米管以及商業化的20% Pt/C進行對比發現，Co3O4/MnO2-CNTs-350雜化材料在堿性環境下（0.1 M KOH）表現出優異的氧還原和析氧反應雙催化作用。
采用Co3O4/MnO2-CNTs-350雜化材料作為電催化劑并應用于鋅-空電池，獲得開路電壓~1.47 V，峰值功率340 mW cm-2以及775 mAh g-1（充放電電流密度為10 mA cm-2）的比容量；對于可充電鋅-空電池，表現出較小的充放電電壓差和優異循環壽命（504個充放電循環，充放電電流密度為10 mA cm-2，10分鐘每循環）。特別地，由于這種雙功能催化劑綠色，成本低廉，制備方法簡單易得，十分有益于進行規模化生產和應用。
參考文獻：
3D Hollow Sphere Co3O4/MnO2-CNTs: Its High-performance Bi-functional Cathode Catalysis and Application in Rechargeable Zinc–air Battery. Green Energy & Environment 2017,2(3), 316-328
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2468025716301297#fig1
作者簡介:
喬錦麗：博士、教授/博士生導師、先進電化學能源與環境學科帶頭人。畢業于日本國立山口大學大學院理工學研究科物質工學獲工學博士學位。后就任日本產業技術綜合研究所(National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, AIST）研究員。2008年入選上海市“浦江人才”支持計劃。擔任國際電化學能源科學院(IAOEES) 副主席兼理事，中國電化學會理事委員、中國硅酸鹽學會固態離子學分會理事會理事委員、中國膜工業協會電驅動膜專家委員。Electrochemical Energy Review雜志副主編，Green Energy & Environment，Energies Catalysts, Membranes, Current Graphene Science等雜志編委，Applied Energy, Electrochim. Acta及Int. J. Hygrogen Energy 客座編輯。英國工程和自然科學研究委員會（EPSRC）2016-2020五年計劃重大國際合作項目"Liquid Fuel and bioenergy Supply from CO2 Reduction"中方專家組成員；2018-2022 “新加坡總理府國家研究基金-英國劍橋聯合中心碳削減”五年重大計劃國外專家評審；2018年科技部新能源汽車重大專項會評專家。
先后承擔國家自然科學基金（面上/聯合/重大培育）、中央高校交叉學科重點項目、上海市科委國際合作項目、高端外傳引智項目、上海市教委創新項目、教育部博士導師基金以及留學人員歸國基金等10多項目。以第一作者/通訊作者發表包括Chem. Soc., Rev. Adv. Energy Mater, Sci. Rep., Green Chem., Appl. Mater. & Inter., Appl. Catalysis B: Environ., J. Catalysis, J. Mater. Chem., J. Power Sources, Appl. Energy, Nanoscale, Catal. Today, Sci.Bull., ChemElectroChem, Electrochim. Acta., Electrochem. Commun.Chem.Lett.等SCI論文100多篇。撰寫和編著國際電化學能源系列專著包括《Electrochemical Reduction of Carbon Dioxide: Fundamentals and Technologies》,《Electrochemical Polymer Electrolyte Membranes》, 《Graphene: Theory, Synthesis, and Energy Applications》, 《Hydrocarbon Polymer Electrolytes for Fuel Cell Applications》等6部/10章節。申請/授權日本和中國發明專利40多項。重大國際會議報告50多場，邀請報告30多場。先后組織并擔任10多次重要國際學術會議和研討會主席/副主席/組織委員，美國化學會，美國電化學會，國際電化學會，國際電化學能源科學院，中國化學會，中國化工學會，中國化工學會新材料委員會以及中國電化學會等會員。
榮獲2013/2014年上海市優秀學位碩士生論文導師3篇，2014年上海市“育才獎”，2015年東華大學“三八紅旗手”，東華大學“五四”青年標兵集體，2016年東華大學“先進電化學能源特色團支部”，2011-2017年度東華大學先進安全管理示范研究室以及先進個人等稱號。主要研究領域: 電化學、膜材料、電極材料和電極催化劑納米技術在電化學能源存儲與轉換包括燃料電池、金屬-空氣電池、CO2電化學還原以及難降解有機廢水的電化學處理技術等。熱忱歡迎對電化學、電催化和能源材料研究感興趣的優秀學生報考東華大學環境科學與工程學院喬錦麗教授先進電化學能源與環境材料/器件研究室攻讀碩士和博士學位。
