能源催化与表界面

依yhjh

依托Nano-X对光伏器件、电化学电极等进行精准的构效关系研究,助力新能源产业的发展

 

关于我们:

团队聚焦于能源催化材料的表界面科学研究,利用纳米真空互联实验平台的多种表界面表征分析方法对材料的表界面进行分析,同时结合能源材料如钙钛矿光伏器件,催化材料如电解水电极的性能进行构效关系的深入研究。

材料的生长控制是决定器件性能的关键因素,研究团队在材料的原位动态生长、结构和特性表征方面有着丰富的经验,尤其是利用物理方法,基于真空以及可控气氛下对薄膜材料的生长控制,结合一些原位表征方法可以揭示其生长机理、缺陷形成机制,实现高质量规模化制备。

 

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二维材料

通过化学气相沉积结合微观生长动力学学理论进行结构的精准控制,可以实现高质量二维材料的精准大规模制备

模型催化

模型表界面从原子层面控制结构的生成,提供表界面结构精准的模型电催化。电催化基于电场驱动催化剂表面吸附的分子包括中间体等的转换

光伏器件

结合热蒸发光学系统可以实现光伏器件的精准制备及光电转换效率测试,为清洁能源的高效利用提供新策略

电催化

绿色可持续性的清洁能源生产需要先进的电催化制程,基于自支撑的电催化剂的高效开发能够为清洁能源社会的实现铺平道路

为什么需要模型表界面?

受限于传统纳米粒子结构复杂、取向不一等缺点,催化剂表面原子和电子结构的动态演化过程及其表界面结构解析面临重大挑战。针对这些问题,本团队开发了先进表界面研究方法,精准制备涵盖单晶、多晶、合金薄膜的多种模型电催化剂,通过自主研发的单晶电化学微反应池,对模型电催化剂反应性能可以进行精准评价;同时利用超高真空互联表界面成像和谱学手段,对催化剂重构过程进行了多维度的(准)原位解析,系统研究催化剂在能源界面过程中的原子层面机制。

为什么电催化分解水重要?

电催化分解水技术是制取绿氢的重要手段之一,其中包含析氢(Hydrogen evolution reaction,HER)和析氧(Oxygen evolution reaction,OER)两个半反应,析氧反应涉及到多个质子耦合电子的转移步骤,导致反应动力学速率较为缓慢,成为电解水产氢中的关键速率控制步骤。催化剂在反应中涉及高电势和强腐蚀性环境,极易导致电催化剂表面发生重构,形成新的活化表面物质。

课题组成员

Email: ycui2015@sinano.ac.cn

Address: 江苏省苏州市苏州工业园区若水路398号

Websites: www.nanocui.com