上海硅酸盐所在碳基电催化剂中金属位点的可控合成与电催化应用上取得重要进展

      电催化剂在未来清洁能源转换与存储装置中有着重要应用，之前的大量研究通过热解法在碳基材料中引入金属组分与氮的掺杂来提高电催化活性。然而金属有多种存在形式，且其形成及其催化作用始终存在争议。近日, 中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林研究员与陈航榕研究员带领的课题组在碳基电催化剂中金属位点的可控合成与电催化应用上取得重要进展，研究工作揭示了金属前驱体中阴离子的作用，并提出利用阴离子实现对碳材料中金属位点可控合成的方法，有效提升对氧气还原反应(ORR)和氢气析出反应(HER)的催化活性，为可控制备高性能电催化剂提供重要支撑。该结果以“anion-regulated selective generation of cobalt sites in carbon: toward superior bifunctional electrocatalysis”为题发表在国际著名期刊Advanced Materials上。

      该研究工作第一作者宛刚是上海硅酸盐所2013级硕博连读研究生，导师为陈航榕研究员。宛刚在2016年入选中国科学院大学博士研究生国际培养计划，赴美国能源部阿贡国家实验室同步辐射研究课题组进行一年半的联合培养，开展利用同步辐射技术研究电催化剂材料中动态过程的合作研究。此项工作是在中国科学院大学博士研究生国际培养计划的资助下，在双方导师的共同指导下完成的。

      中国科学院大学国际合作培养计划2015年开始实施，三年来共录取了91家研究生培养机构的369位申请人。派出国别由原来的法国、德国、丹麦扩展到22个发达国家，接收单位拓展为哈佛大学、耶鲁大学、牛津大学等220余个世界高水平大学及研究机构，其中依据院际、校际合作协议派出的占录取学生总数的21.1%，通过导师间长期合作派出的人员比例占45.9%，所有派出学生均由中、外双方导师共同管理。自2015年以来，上海硅酸盐所每年均有博士研究生通过该培养计划派出学习，派出单位包括美国能源部阿贡国家实验室、美国宾夕法尼亚州立大学、德国耶拿市弗里德里希•席勒大学、法国国家科研中心电子、微电子及纳米材料研究所等国际知名研究机构，拓展了研究所与国外知名研究机构的合作。

通过阴离子调控实现不同钴位点的选择性生成并优化其电催化性能的示意图