郝晓东副教授在Advanced Energy Materials发表高水平论文
近日，郝晓东副教授在Wiley旗下的国际材料顶尖期刊《Advanced Energy Materials》杂志（最新影响因子25.245）发表题为“Amorphous/Crystalline Heterostructured Cobalt-VanadiumIron (Oxy)hydroxides for Highly Efficient Oxygen Evolution Reaction”的文章。陕西科技大学和新加坡南洋理工大学为该论文通讯作者单位，郝晓东副教授、刘彬教授和颜清宇教授为共同通讯作者。这是我校首次以通讯作者单位在该期刊发表论文，该论文的发表代表着我校与其他国内外高校研究单位合作的新进展，极大地提高了我校在材料科学领域的国际影响力。
郝晓东博士毕业于日本东北大学材料科学高等研究所，师从Yuichi Ikuhara教授门下。于2018年以陕西科技大学“青年拔尖”引进人才，加盟许并社教授团队。郝晓东博士主要依托陕西科技大学的超微观结构表征平台-双球差校正透射电子显微镜（JEM GRAND ARM 300F），实现皮米尺度下对纳米功能材料的超微观组织、成分和结构的深度表征和分析，构建其与催化、能源等性能之间的相互关系和规律。
该工作的研究是为了解决能源过耗和全球变暖的世界难题，开创氢能源而展开的。电催化水分解产氢被认为是极具潜力的绿色制氢途径，析氧反应（OER）是其关键技术之一。目前，OER反应中使用的催化剂局限于价格昂贵且十分稀缺的铱、钌基材料，在很大程度上限制了OER技术的发展和应用。因此，开发富含地球且廉价的电催化剂，一直是实际应用的重大挑战。基于此，该研究报道了一种阳离子交换法制备钴-钒-铁（氧）氢氧化物（CoV-Fe0.28）超薄纳米片的方法。并利用球差校正电子显微镜观察、分析和研究了CoV-Fe0.28纳米片由晶畴和非晶畴的混合物化学组成、超微观结构和电子结构，如图1所示。研究结果表明：其非晶态/晶态异质结构的形成促进了活性中心的暴露，具有较高的活性中心和最佳的含氧物种吸附能；并发现了界面在其中起着重要作用—“界面催化”。此外，CoV-Fe0.28催化剂中Co、V和Fe离子的协同作用，调控了局部原子配位环境和电子结构，从而为这一基本反应步骤提供了最佳的热力学势垒，相比商用的二氧化钌催化剂，展现出更加优异的OER活性。本研究在“界面催化”方面丰富了界面科学和催化理论，对高效开发新型氢能源、生态环境保护具有重大意义。
Figure 1. (a, b) XRD patterns of as-prepared CoV-HS, CoV-Fe0.16, CoV-Fe0.28, and CoV-Fe0.39 sample. (c) TEM of as-prepared CoV-Fe0.28 sample. (d) High resolution TEM (HRTEM) image of CoV-Fe0.28 sample. (e, f) The corresponding FFT patterns of the selected regions marked by the blue and red squares, respectively, in (d). (g) HAADF-STEM image and the corresponding energy-dispersive X-ray spectroscopy elemental maps of CoV-Fe0.28 sample.
论文详细信息：Min Kuang, Junming Zhang, et al., Xiaodong Hao*, Jianwei Xu, Chuntai Liu, Li Song, Bin Liu*, Qingyu Yan*, Amorphous/Crystalline Heterostructured Cobalt‐Vanadium‐Iron (Oxy)hydroxides for Highly Efficient Oxygen Evolution Reaction. Adv. Energy Mater. 2020 DOI: 10.1002/aenm.202002215.
