近日，我校海洋纖維新材料研究院夏延致教授團(tuán)隊(duì)、環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院楊東江教授團(tuán)隊(duì)與澳大利亞格里菲斯大學(xué)姚向東教授合作，在利用海藻多糖合成非金屬酸性氧還原催化劑方面取得了重要進(jìn)展。相關(guān)研究成果以“ADefect-DrivenMetal-freeElectrocatalystforOxygenReductioninAcidicElectrolyte”為題發(fā)表在化學(xué)頂級期刊Chem上(Cell的姊妹刊，sisterjournal)，影響因子14.1。青島大學(xué)為第一署名單位，博士研究生李道浩為第一作者。該研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目的資助。

對于高效、低環(huán)境污染的質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)，酸性電解液下的氧還原反應(yīng)起著重要的作用。雜原子摻雜及具有缺陷結(jié)構(gòu)的碳基納米材料在對氧還原過程具有一定的催化活性，并且價格便宜、易于制備，有望取代昂貴的Pt/C催化劑。然而，目前報道的碳納米催化劑在酸性電解液下的催化性能相對于Pt/C還不理想。

該工作在夏延致教授和楊東江教授團(tuán)隊(duì)前期利用海洋生物多糖制備高性能能量儲存與轉(zhuǎn)換材料的工作基礎(chǔ)上(Angew.Chem.Int.Ed.,2016,55,15925;Adv.Funct.Mater.,2016,26,8487;Adv.EnergyMater.,2016,6,1601549;ACSNano,2018,12,245;Adv.Sci.,2017,4,1600262;ACSNano2017,11,6186;ACSCent.Sci.,2015,1,261等)，以可再生的卡拉膠為原料，通過碳化和熱處理工藝，制備了具有缺陷結(jié)構(gòu)的S/N共摻雜的多級孔碳?xì)饽z。該材料在酸性電解液下展現(xiàn)出接近于商業(yè)化Pt/C的氧還原催化活性，并且通過理論計算得知，其包含的S/N/缺陷結(jié)構(gòu)為高活性催化位點(diǎn)。本工作通過在雜原子摻雜的多級孔碳?xì)饽z上制造缺陷結(jié)構(gòu)來提升其在酸性電解液下的氧還原活性，合成可以真正取代昂貴Pt的質(zhì)子交換膜燃料電池催化劑。