主讲人：葛君杰教授

时间：10月17日下午15:00

地点：丽湖校区守信楼（原B1栋）420会议室

报告人简介：

葛君杰，教授，博士生导师，教育部青年知名学者，英国皇家化学会会士，中国科学院高层次人才计划研究员。研究兴趣为氢能源与燃料电池，主持国家重点研发计划青年项目、国家自然科学基金联合基金重点项目等。近年成果发表在PNAS，J. Am. Chem. Soc.， Joule， Nature Commun.，Angew. Chem. Int. Ed.，Energy. Environ. Sci.等。获省部级奖励两次，20多次受邀参加国内外学术会议做邀请报告或担任分会主席等，担任《应用化学》、《Frontiers in Chemistry》编委，《Nano Research》、《Chinese Chemical Letters》、《Chemcial Synthesis》青年编委，任“International Academy of Electrochemical Energy Science”理事、IEEE电力与能源协会中国区储能技术委员会常务理事等。近年来聚焦氢能与燃料电池低\非贵金属催化剂、关键部件、膜电极、电堆研究，在大幅度降低贵金属用量的前提下，提升了燃料电池与电解水性能，其中燃料电池在低贵金属载量下，氢空性能达1.5W/cm²;电解水低贵金属条件下性能达3A/cm² @1.84V，均处于国际一流水平。

讲座摘要：

PEMFC阳极H₂电氧化速率极快，仅需少量Pt实现电催化氧化。然而Pt对众多物种，特别是氢气中常有的痕量CO，吸附极强且特别易中毒。因而，目前的PEMFC体系无法使用价格低廉的重整氢（15元/kg），必须用纯氢做燃料（60元/kg），这导致PEMFC燃料成本过高，市场竞争力差。我们首次开展了替代Pt的全新阳极原子级分散催化研究，实现了M-N-C催化剂的CO低电位氧化、H₂氧化、及H₂+CO共催化：首次实现基于PEMFC技术的CO+ H₂混合气中CO选择性氧化去除。发现了Rh-N-C新型阳极催化剂，以其为阳极时，CO不仅不毒化PEMFC，反而成为了易氧化的燃料。CO在0V即开始转化为CO₂, 且能仅使用CO驱动PEMFC放电，功率密度高达380 mW cm^-2，TOF（64.65 s^-1, 363 K）远超目前所报道的任何化学\电化学催化剂（Science Bulletin，2021，66, 1305；Carbon Energy, 2022, e310.）；为实现PEMFC阳极对粗氢的直接利用，我们对单原子位点的CO与H₂吸附催化性质进行了理性设计调控，开发了低电位下既能进行高效H₂氧化，又能氧化CO的IrRu-N-C双原子位点催化剂。在Ir 与Ru总负载量仅24μg cm^-2时，在H₂为燃料时功率密度可达到1.43 W/ cm²，达到商业Pt/C水平；在H₂+CO混合气中，催化效果更加显著，电池可以在10-1000 ppm CO存在的条件下有效工作，质量活性高达目前最好的商业PtRu/C催化剂的18倍。更重要的是，该催化体系前所未有地实现了燃料气体在H₂和H₂+CO混合气间的自由切换，不发生中毒延迟（Proc Natl Acad Sci, USA, 2021, 118(43):e2107332118；Angew. Chem. Int. Ed., 2021, 26177；国际PCT：IP210186W）。

欢迎有兴趣的师生参加！