Functionalization of Metal Chalcogenide Frameworks for Electrocatalysis

电催化金属硫属化物骨架的功能化

基本信息

  • 批准号:
    2154375
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 47.33万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-07-01 至 2025-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

With the support of the Chemical Catalysis Program in the Division of Chemistry, Professor Pingyun Feng of the University of California, Riverside is studying the development of new electrocatalysts for the oxygen evolution reaction (OER). This process is a critical electrochemical reaction in green energy applications, including water-splitting, to produce clean fuels. The OER also plays an important role in applications such as rechargeable zinc-air batteries. Professor Feng and her team are studying the fundamental interactions in metal chalcogenide frameworks that support sustainable earth-abundant OER catalysts and can tune their reactivity. This work is contributing to the development of next-generation technologies for sustainable and renewable energy by replacing precious metal catalysts and determining how to achieve OER at low potential and high efficiency. Simultaneously, Professor Feng is supporting undergraduate research opportunities and undergraduate education in chemical careers, as well as developing a new course in solid state inorganic materials chemistry.Under this award, Professor Feng and her research group will develop host-guest inclusion chemistry in metal chalcogenide materials that integrate uniform porosity, high surface area, and semiconductivity to support transition metal (oxy)hydroxide nanoparticles that function as efficient electrocatalysts for OER. Incorporated nanoparticles will be prepared with controllable sizes using the confinement effect of the metal chalcogenide nanoporous host. The diverse chemical composition, structural flexibility and morphology of the nano-structured host-guest materials provide a platform for the fundamental systematic study of their electrocatalytic properties for OER. The research program integrates synthetic design and execution with characterization of the physical and chemical nature of the new materials, and their testing for electrocatalytic performance. These activities also support the cross-disciplinary training of both undergraduate and graduate students with diverse backgrounds to prepare them for challenging and rewarding careers in science.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
在化学系化学催化计划的支持下,加州大学河滨分校的冯平云教授正在研究开发用于析氧反应(OER)的新型电催化剂。这一过程是绿色能源应用中的关键电化学反应,包括分解水,以生产清洁燃料。OER还在可充电锌空气电池等应用中发挥着重要作用。冯教授和她的团队正在研究金属硫化物框架中的基本相互作用,这些框架支持可持续的富含地球的OER催化剂,并可以调整其反应活性。这项工作正在通过取代贵金属催化剂和确定如何以低潜力和高效率实现OER,促进可持续和可再生能源下一代技术的发展。同时,冯教授正在支持化学职业领域的本科生研究机会和本科生教育,并开发一门新的固态无机材料化学课程。在这一奖项下,冯教授和她的研究小组将在金属硫化物材料中开发主客体包合物化学,这种材料结合了均匀的孔隙率、高比表面积和半导体特性,以支持过渡金属(氧)氢氧化物纳米颗粒,作为OER的高效电催化剂。利用金属硫化物纳米多孔体的限制效应,可以制备尺寸可控的纳米颗粒。纳米结构主客体材料的化学组成、结构柔性和形貌的多样性为其OER电催化性能的基础系统研究提供了平台。该研究计划将合成设计和执行与新材料的物理化学性质的表征以及它们的电催化性能测试结合在一起。这些活动还支持对具有不同背景的本科生和研究生进行跨学科培训,为他们在科学领域具有挑战性和回报的职业做好准备。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

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    2022
  • 资助金额:
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知道了