项目名称: 导电聚合物微纳米结构与界面浸润性协同调控的高效氧还原反应

项目编号: No.51473008

项目类型: 面上项目

立项/批准年度: 2015

项目学科: 一般工业技术

项目作者: 朱英

作者单位: 北京航空航天大学

项目金额: 85万元

中文摘要: 阴极氧还原反应(ORR)的低反应速率和Pt基催化剂的高昂成本严重制约了燃料电池和金属空气电池的产业化发展进程。由于导电聚合物(CP)独特的分子结构和掺杂导电机制,以CP为原料的非贵金属氧还原催化剂成为了电催领域的研究热点,但是,它的氧还原催化活性有待改善,且对ORR的催化机制尚未达成共识。因此,本申请项目拟采用具有催化活性的过渡金属-杂原子(M-Yx)配合物为掺杂剂,自组装高效、三维微纳米结构的CP电催化剂(M-Yx-CP);通过调整M-Yx-CP的界面浸润性改善氧还原性能;实现导电聚合物的主链和掺杂剂分子结构、微纳米结构和界面浸润性对ORR性能的协同改善,揭示其协同调控机理。本项目的创新点是:协同调控导电聚合物主链上的N或S和过渡金属-杂原子(M-Yx)活性位点和密度、微纳米结构和界面浸润性,开发低价、高效的CP电催化剂,这对燃料电池的产业化发展具有重要的科学意义和技术应用价值。

中文关键词: 导电聚合物;微纳米结构;界面浸润性;协同效应;氧还原反应

英文摘要: The sluggish kinetics for the oxygen reduction reaction (ORR) and the high-cost of Pt-based catalysts inhibits the practical commercialization of fuel cells and metal-air batteries. The heterocyclic conjugated polymers, including polyaniline, polypyrrole, poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT), have recently been investigated as inexpensive non-precious-metal ORR electro-catalysts due to their low cost, high electronic conductivity, and distinct redox properties. However, there is no clear consensus on the understanding of the active site structures and catalytic mechanism, and there are still some challenges with respect to both ORR active and stability. Herein, our main goal is to research the synergistic effect between micro/nanostructured conducing polymers and their interfacial wettabillty for highly efficient ORR. The project on M-Yx-CP catalysts for ORR activity and stability will be proposed as follows: to design and fabricate the transition metals macrocycles compound-doped conducting polymer micro/nanostructures (M-Yx-CP) with multi-active sites, to illuminate the relationship between the interfacial wettability and M-Yx-CP catalytic activity, to fully understand the synergistic mechanism of M-Yx-CP molecular structures, micro/nanostructures, interfacial wettability for improving ORR activity. The scientific significance of the project lies in the introducing the M-Yx dopant, the controlled interfacial wettability into micro/nanostructured conducting polymers for ORR active,and revealing the mechanism of ORR catalytic mechanism. It will provide a theoretical and practical guide for designing and developing non-precious metal CP electrocatalytsts.

英文关键词: Conducting polymers;Micro/nanostructures;Interfacial wettability;Synergistic effect;Oxygen reduction reaction

成为VIP会员查看完整内容
0

相关内容

ICLR 2022|化学反应感知的分子表示学习
专知会员服务
19+阅读 · 2022年2月10日
专知会员服务
40+阅读 · 2021年9月7日
专知会员服务
28+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
83+阅读 · 2021年8月8日
专知会员服务
36+阅读 · 2021年7月17日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
专知会员服务
104+阅读 · 2021年4月7日
专知会员服务
51+阅读 · 2020年12月28日
高分子材料领域的十大院士!
材料科学与工程
18+阅读 · 2018年9月18日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月19日
Salient Objects in Clutter
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月18日
The Importance of Credo in Multiagent Learning
Arxiv
0+阅读 · 2022年4月15日
Arxiv
46+阅读 · 2021年10月4日
小贴士
相关主题
相关VIP内容
ICLR 2022|化学反应感知的分子表示学习
专知会员服务
19+阅读 · 2022年2月10日
专知会员服务
40+阅读 · 2021年9月7日
专知会员服务
28+阅读 · 2021年8月27日
专知会员服务
83+阅读 · 2021年8月8日
专知会员服务
36+阅读 · 2021年7月17日
专知会员服务
31+阅读 · 2021年5月7日
专知会员服务
104+阅读 · 2021年4月7日
专知会员服务
51+阅读 · 2020年12月28日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
微信扫码咨询专知VIP会员