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NiFe基OER电催化剂的结构调控及其在阴离子交换膜电解水器件中的应用研究

申报人:杨晓华 申报日期:2025-11-03

基本情况

2026年度大学生创新创业训练计划
NiFe基OER电催化剂的结构调控及其在阴离子交换膜电解水器件中的应用研究
创新训练项目
工学
材料类
一年半期
材料科学与工程学院
杨晓华
指导教师

近年来主要从事(光)电催化分解水/还原二氧化碳、太阳能电池等新能源材料与器件的研究工作,积累了丰富的科研经验和工作基础。在Nature CommunicationsJournal of the American Chemical SocietyACS CatalysisChemistry of MaterialsJournal of Materials Chemistry AAdvanced ScienceJournal of the Physical Chemistry CChemical CommunicationsChemistry-A European JournalJournal of Materials Chemistry CrystEngComm等材料、化学类学术期刊发表论文30余篇,并申请发明专利5项,其中授权3项。

作为负责人或主要参与人员承担多项国家、省部级等项目共十余项。其中,作为负责人主持国家自然科学基金(青年基金)、上海市晨光学者计划、教育部博士后特别资助项目、博士后面上资助项目、中央高校基本科研费探索基金(2项)、高校产学研项目、企业委托项目,以及本科教改项目等共计10项。作为主要成员,参与国基金国际合作与交流项目、重大项目、面上项目(3项)、上海市科委基础研究重点项目、上海市学科带头人(项目第二负责人)、上海市高校重点课程、华东理工大学本科/研究生教改项目(3项)等十余项。 

本项目中的材料合成及应用表征部分将依托材料学院杨化桂教授所带领的清洁能源材料与器件课题组。课题组拥有十分完善的材料合成所需的实验设备及条件,以及用于电解水催化材料性能评价的专用仪器。

材料结构分析部分将主要依托材料国家级教学示范中心,中心拥有一批先进的大型仪器设备,包括扫描电子显微镜、紫外-可见分光光度计、红外光谱仪、荧光光谱仪、EDS 能谱仪、X-射线衍射仪和电化学工作站等大型分析仪器。并且,学校分析测试中心还拥有透射电子显微镜、等离子发射光谱仪、X-射线光电子能谱仪和原子力显微镜等设备,可为材料结构与性质的分析提供便利条件。

此外,指导教师将为学生开展创新实验提供场地和设备上的便利条件和科研指导,同时也大力支持研究成果的撰写和发表,为学生参加“互联网+"等竞赛提供支持和帮助。   

绿氢是一种清洁、高能量密度且零碳排放的燃料载体,主要通过使用可再生能源输入进行电化学水分解来生产。阴离子交换膜制氢技术兼具固态电解质制氢的大电流密度和碱性电解水制氢的低成本。但目前与AEM电解槽运行特性相匹配的低成本高性能产氧催化剂较少,开发新型的析氧反应OER)催化剂,将提高水电解槽的活性和稳定性。镍铁基过渡金属层状双氢氧化物因其特殊结构在碱性环境下具备优异的本征催化活性,AEM催化剂应用方面具潜在工业价值。本课题通过引入高价态金属离子和Se后处理,对NiFe基电催化剂结构进行协同调控,从而从原子、分子水平上实现几何和电子结构的优化,提升其电解水析氧性能,并在此基础上探究其在阴离子交换膜制氢方面的应用潜力。

选题成员

4

指导教师

序号 教师姓名 教师账号 所属学院
1 杨晓华 07975 材料科学与工程学院 第一指导教师

选题附件

结束