邵洋Nano Energy：高性能氧还原催化剂-多孔银的原位合成、使用与再生

氧还原反应是一类非常重要的半反应，在燃料电池和金属-空气电池等先进能源转化与存储器件的中有重要应用。

清华大学材料学院姚可夫、邵洋研究组在Nano Energy上发表了题为《高性能氧还原催化剂-多孔银的原位合成、使用与再生》（In-situ synthesis, operation and regeneration of nanoporous silver with high performance toward oxygen reduction reaction）的研究论文。该论文提出并采用了氧还原催化剂的原位合成、使用和再生方法，获得了高活性催化剂，并在保证催化剂高性能的前提下极大地延长了催化剂的使用寿命。

图1 多孔银微观结构及原位合成、使用和再生示意图

为获得低成本、高性能、长寿命的氧还原反应催化剂，研究组通过在氧还原反应电解液（0.1 M KOH）中对银箔进行阳极氧化-电还原处理，获得了具有择优取向的纳米银三维双连续多孔结构（图1）。

原位合成的多孔银表现出了与商业Pt/C催化剂相当的高氧还原活性。理论计算结果表明，择优生成的Ag(110)面活性位点与氧还原反应中间产物OOH之间存在较强的交互作用，降低了氧还原反应首电子转移过程的激活能，提高了多孔银的催化活性。

图2 多孔银稳定性测试前后及原位再生后的性能比较

且得益于多孔银的原位合成与原位使用，稳定性测试之后的多孔银经历再一次原位阳极氧化-电还原处理之后，其催化性可以完全恢复（图2）。

这种原位合成、使用与再生的方法为制备高性能、长寿命功能材料提供了一条全新的思路。

材料学院姚可夫、邵洋研究组长期从事非晶纳米晶材料及其应用研究。

邵洋副研究员为该论文通讯作者，清华大学材料学院2016级硕士研究生赵威为第一作者。

Zhao W, Huang K, Zhang Q, et al. In-situ synthesis, operation and regeneration of nanoporous silver with high performance toward oxygen reduction reaction[J]. Nano Energy, 2019, 58: 69-77.