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开发高效、抗CO中毒的非贵金属氢氧化催化剂(HOR),对于质子交换膜燃料电池的广泛应用具有重要意义。这里，通过电化学重构方法合成了WC/WO2-WO3纳米片异质结构，其显示出显著增强的HOR电催化活性，和优异的CO耐受性。具体来讲，最初合成的WC/WO2八面体纳米粒子在电化学重构过程中经过原位表面氧化和剥离，导致WO3原位形成，同时纳米粒子形貌转变为纳米片结构，这重构过程促使其HOR性能提高了7倍，当其作为阳极催化剂组装的单个燃料电池时，实现了200 mW cm-2的功率密度。原位形成的WO3促进了质子转移和氢氧化，使得H2在WC上的吸附与活化动力学得以优化，同时也加速了WO2–WO3表面上的H+脱附动力学，三者的协同造就了如此优异的HOR性能。
Figure 1. （a）电化学重构合成WC/WO2–WO3纳米片异质结构的示意图。（b-d）扫描电镜、透射电镜和HRTEM图像以及相应的快速傅里叶变换图像。
Figure 2. (a) XRD图谱，(b) W 4f，(c) O 1s和(d) C 1s XPS光谱，以及相应的(e)W L3-边缘XANES光谱和(f)R-空间中的EXAFS光谱。
Figure 3. (a) CV曲线。(b)在1600 rpm转速下的LSV曲线。(c) WC/WO2-After-10和商业20 wt% Pt/C的CV曲线。(d)WC/WO2-After-10循环10 000次前后的CV曲线和（e）相应的LSV曲线。（f）原始WC/WO2和WC/WO2-After-10的交流阻抗曲线。(g)CO耐受性评估。（h）质子交换膜燃料电池(PEMFC)的主要结构示意图。(i)功率密度和i-V曲线。
Figure 4. 原位电化学重构的WC/WO2–WO3的示意图，以及提高HOR性能的相应机制。 该研究工作由中科院上海硅酸盐研究所Xiangzhi Cui和Jianlin Shi课题组于2021年发表在Journal of Materials Chemistry A期刊上。原文：An electrochemically reconstructed WC/WO2–WO3heterostructure as a highly efficient hydrogen oxidation electrocatalyst。
施剑林，院士，研究员 教育经历： 1979-1983，南京化工学院（现南京工业大学），无机材料，学士学位 1983-1989，中国科学院上海硅酸盐研究所，无机材料，博士学位 工作经历： 1989-1992，中国科学院上海硅酸盐研究所，助理研究员 1993-1994，德国马普金属研究所PML实验室，访问学者 1994-至今，中国科学院上海硅酸盐研究所，高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，研究员 曾获得奖励、荣誉称号： 国家自然科学二等奖（2011年，排名第一） 上海市自然科学一等奖（2014年，2008年，均排名第一） 上海市科技进步一等奖（2009年，排名第一） 两院院士评选中国十大科技进展（2005年度） 上海市科技精英（2003年） 上海市自然科学牡丹奖（1996年） 国家杰出青年基金获得者（1996年） 中国科协青年科技奖（1990年） 中国化学会青年化学奖（1990年） 科研工作简介： 1.介孔与介孔复合材料的合成及非均相催化性能： 氧化硅与非氧化硅基介孔材料的合成，包括材料的尺寸、结构与形貌调控，以及异相组分在介孔材料孔道中的担载，其它介孔复合结构等；介孔与介孔复合材料的非均相催化性能，特别是用于污染治理的环境催化（如有害污染环境净化转化）与新能源相关的电极催化。 （1）环境催化/吸附材料： 面向环境催化领域的介孔纳米复合金属氧化物材料和沸石基材料的设计制备、修饰改性以及其在环境催化领域中的应用，如污水/空气中有机物的降解、NO室温催化氧化去除、NO的选择性催化还原以及柴油车尾气中碳黑颗粒的催化氧化等。
崔香枝 卢嘉锡青年人才；研究员；博士研究生 教育经历： 1999—2003，郑州大学，材料科学与工程，学士学位 2003—2006，郑州大学，无机非金属材料，硕士学位 2006—2009，中国科学院上海硅酸盐研究所，材料物理化学，博士学位 工作经历： 2009—至今，中国科学院上海硅酸盐研究所，高性能陶瓷和超微结构国家重点实验室，助理研究员、副研究员、研究员 2013－2014，美国科罗拉多矿业大学，访问学者 曾获得奖励、荣誉称号： 上海市院士专家工作站“引智创新成果”50佳（2021） 中科院上海硅酸盐研究所“巾帼建功”先进个人（2018-2019） 中科院上海硅酸盐研究所优秀青年（2018） 入选为中国科学院青年创新促进会会员（2012） 中科院 上海硅酸盐研究所所“优秀个人”（2011） 中科院“优秀博士学位论文、院长奖获得者科研启动专项资金”的资助（2010） 中科院 “百篇优秀博士论文”（2010） 上海市研究生优秀成果奖（2010） 中科院“院长奖学金”优秀奖（2009） 科研工作简介： 瞄准双碳国家战略目标，主要进行氢/小分子燃料电池、电解水制氢、绿色电合成相关的前沿应用研究，针对氢/小分子燃料电池、电解水制氢和绿色电合成中的低效率、高过电势和高成本的瓶颈问题，开展了关键电催化反应中催化剂材料的设计制备和核心膜电极部件的构建研究，探讨材料组成与电催化性能间的构效关系，阐明相应的电催化机制。实现了非Pt催化剂达到商用贵金属催化剂92%的氢燃料电池输出功率，利用CCM技术实现不同尺寸膜电极10mm×10mm、20mm×20mm、50mm×50mm、1000mm×300mm的制备，并进行电堆的压制和组装。 作为负责人主持承担了国家自然科学基金（青年/面上）、上海市自然科学基金（面上/探索/国合）、中科院创新项目、企业横向等项目。 在Angew. Chem. Int. Ed.、Adv. Mater.、Energy Environ. Sci. 、Nano Energy、Appl. Catal.B Environ. Prog. Mater. Sci.等期刊上发表论文80余篇，H因子28；出版专著一部；获得15项国家发明专利授权。上海市汽车零部件协会燃料电池产业专家。 |
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