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邵宗平教授Adv. Funct. Mater.:Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ基材料在能量转化与存储中的最新研究进展

孙海南293
固态化学材料科学电催化阳离子掺杂缺陷工程界面构筑结构-性能关系反应机制钙钛矿氧化物双钙钛矿氧化物SFM基材料电极材料固体氧化物电池质子陶瓷燃料电池CO2电解燃料电池氢能能量转化与存储

第一作者:孙海南

通讯作者:孙海南,邵宗平            

通讯单位:南通大学,科廷大学                

论文DOI: 10.1002/adfm.202411622


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能源存储与转化技术的发展显著减少对化石燃料的依赖,为应对环境挑战提供了可持续的解决方案。CO2电解和各种电解池(如固体氧化物电解池、质子陶瓷电解池等)这些技术将可再生能源转化为化学能,尤其是氢气。氢气以其高能量密度著称,是一种环保的能源载体,可用于电动汽车和固定电力发电的燃料电池中。

这些技术的关键组成部分是电极材料,其中钙钛矿氧化物脱颖而出,成为高效的候选材料。钙钛矿氧化物以其多样的成分和晶体结构为特征,例如通过阳离子替代可以有效调节其性能。这种灵活性使其特别适合用于各种能源相关应用。

在众多钙钛矿氧化物中,Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ(SFM)因其优异的电子和离子电导性而备受瞩目,该材料在广泛的气氛和温度范围内保持较稳定的结构。研究人员通过创新设计策略,如阳离子掺杂、缺陷操控和界面构筑,致力于提升SFM的催化性能。这些改进旨在优化材料的电子结构并增加其表面活性位点,使其在低温和中高温催化中表现出色的性能。

该综述全面介绍了SFM基材料的最新研究进展,重点讨论了其物理化学特性、在各种能源系统中的应用以及新兴的设计策略。并且还进一步探讨了该领域尚存的挑战,并展望了SFM基技术的未来发展,强调了这种材料在向可持续能源过渡中的潜力。


本文亮点

要点1.钙钛矿氧化物,尤其是双钙钛矿氧化物SFM,在固态化学和材料科学中成为研究的焦点。

要点2.该综述全面概述了SFM基材料在不同研究领域的应用进展,包括固体氧化物电池、质子陶瓷燃料电池和电催化等。

要点3.强调了优化策略的重要性,这些策略旨在增强SFM基材料的功能性。优化SFM性能的策略,包括深入理解其反应机制,这些研究为调整SFM特性以满足特定应用的需求奠定了基础。

【TOC图】

Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ基多功能材料在能量转化与存储中应用



总结与展望

综述总结了双钙钛矿氧化物Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ在固态化学和材料科学领域的重要进展,尤其是其在固体氧化物电池、质子陶瓷燃料电池和电催化中的应用。SFM材料凭借其独特的电子、磁性和催化特性,展现出在多种能源转换和存储应用中的巨大潜力。

尽管在优化SFM性能方面已取得显著进展,如深入理解其反应机制并改进其性能的策略,仍有许多挑战需要解决,如揭示结构-性能关系和促进基础研究与工业应用的结合。此外,解决可扩展性、稳定性和成本效益问题也是实现SFM实际应用的关键。跨学科的合作和进一步的研究将有助于释放SFM的全部潜力,推动可持续能源技术的发展。


文献信息

Hainan Sun*, Xiaomin Xu, Yufei Song, Zongping Shao*, Recent Progress in Sr2Fe1.5Mo0.5O6-δ-based Multifunctional Materials for Energy Conversion and Storage, Adv. Funct. Mater. 2024, 2411622. https://doi.org/10.1002/aenm.202401242


通讯作者简介

邵宗平,主要研究领域包括燃料电池(固体氧化物燃料电池、质子交换膜燃料电池),超级电容器,锂/钠电子电池,陶瓷分离膜,低温氧催化、氢催化反应,水处理,传感器等。已在Nature (5), Science (1), Nat. Energy (2), Nat. Commun. (14), Sci. Adv. (1)等国际期刊发表SCI论文800余篇。发表的论文引用76000余次,h-index为132,分别于2017-2024年入选世界高被引科学家,2015-2024年入选中国高被引科学家。是国际期刊Energy & Fuels, Materials Reports: Energy副主编,是《南京工业大学学报(自然科学版)》, Scientific Reports, Energy Science & Engineering及材料导报、热科学与技术等学术期刊编委,是Journal of Materials Chemistry A, Energy Materials, Exploration等期刊顾问编委。

孙海南,南通大学化学化工学院教授,硕士生导师,江苏特聘教授。2020年博士毕业于南京工业大学化工学院(导师周嵬江苏和邵宗平教授),2020-2023年于韩国科学技术院(KAIST)任博士后研究员和研究助理教授,2024年1月加入南通大学化学化工学院。近年来主要从事清洁能源催化材料与器件方面的研究,以第一作者和通讯作者在Adv. Energy Mater., Adv. Funct. Mater., Adv. Sci., Infomat, Carbon Energy, Appl. Catal. B-Environ., Small, Small Method等国内外知名刊物发表论文30余篇,论文总引用2300余次。担任Carbon Energy、InfoMat、Advanced Powder Materials、Tunstgen等期刊青年编委。

相关个人链接:

课题组主页:https://www.x-mol.com/groups/hainan_sun

ResearchGate: https://www.researchgate.net/profile/Hainan-Sun-2

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