△钯钼双金属烯的结构表征。(a-c)电子显微镜图片;(d, e)原子力显微镜图片及厚度分析;(f)球差透射电子显微镜图片
PdMo双金属烯的超薄结构,能显著提高贵金属Pd的原子利用率,实现超高的电化学活性面积(138.7 m2/gPd)。
在0.9 V(参比于可逆氢电极)电位下,其ORR的质量活性高达16.37 A/mgPd,较商业Pt/C和Pd/C催化剂分别高出78和327倍。
同时展现出优异的稳定性(30000圈循环扫描后,性能性能衰减低于30%)。
经过密度泛函理论计算研究发现,双金属合金效应、几何卷曲引起的应变效应以及亚纳米尺寸引起的量子效应,共同调控了表面Pd的电子结构,实现氧结合能的优化及氧还原催化性能的大幅提升)。
△钯钼双金属烯的性能评价及催化机理研究。(a)各催化剂的ORR极化曲线及(b)活性对比图;(c)双金属烯的原子模型;(d)氧结合能与晶格应变的关系;(e)不同材料中Pd元素的d带中心位置
在北大工学院对郭少军的研究成果的介绍中,还着重强调了其对于锌空和锂空电池的充放电性能的提升。
这对于氧反应电催化机理研究,以及新型高效燃料电池/金属空气电池阴极电催化剂的开发来说,都具有借鉴意义,也能够为下一代高性能低成本电催化剂的理性设计提供了全新思路。
郭少军2005年毕业于吉林大学化学学院,2005年保送到中国科学院长春应用化学研究所。
2010年12月获分析化学博士学位,之后在美国布朗大学化学系从事博士后研究。
博士后研究生涯结束后,郭少军在美国Los Alamos国家实验室做了两年研究。
2015年回国后,进入北京大学,是工学院材料科学与工程系、能源与资源工程系双聘研究员,博士生导师,也是国家青年千人计划学者。
主要从事催化、新能源、传感器和光电材料等领域的研究。根据北大工学院个人介绍页面,他已经在Science、Nature等国际著名学术期刊发表学术论文200篇和书章节4部。
其中,以通讯/第一作者发表影响因子大于10论文53篇、ESI Top 1%高被引论文41篇、ESI Top 0.1%热点论文7篇和单篇引用超过100次的41篇。
根据Google Scholar的数据,郭少军的研究引用已经超过了3万次,H因子为94。
这一研究的第一作者,是骆明川博士,此前在郭少军团队从事博士后研究,论文中署名单位是北京大学工学院材料科学与工程系。
此外,论文的合作者中,还有美国加州州立大学Gang Lu(卢刚)教授和美国布鲁克海文国家实验室Dong Su(苏东)研究员。