近日，物理电子工程学院青年教师陆阳博士在工程材料类国际知名期刊ACS Nano (IF=13.903，中科院工程技术一区前10%)上发表了名为 “Controllable Tuning of Cobalt Nickel-Layered Double Hydroxide Arrays as Multifunctional Electrodes for Flexible Supercapattery Device and Oxygen Evolution Reaction” ( DOI: 10.1021/acsnano.9b06910) 的研究论文。

近年来，化石能源短缺及其带来的环境污染已经成为人类社会面临的重大问题，而实现高效的能源转换和存储是解决能源问题的关键。混合型超级电容器和电解水析氧由于其环境友好和高能量转化效率的特性，日趋成为清洁能源高效利用的基础技术。尽管它们的反应机理不同，但开发同时具有高反应活性和良好耐受性的电化学活性材料对二者的性能提升都至关重要。目前，双金属氢氧化物（LDH）作为极具应用前景的析氧反应（OER）催化剂和混合型超级电容器（supercapattery）负极材料受到广泛关注。然而，双金属氢氧化物稀疏的活性位点和较差的电导率严重限制了其电化学性能的进一步提升。针对这些问题，本课题组通过在较高亲水性和导电性的聚吡咯涂层上原位生长镍掺杂的氢氧化钴纳米阵列，制备了一种具有双性能的复合材料 (CoNi-LDH@PCPs)。该工作同时结合了第一性原理计算，证明调控CoNi-LDH中最佳的Ni掺杂量可以减小带隙和增加活性位点，促进了去质子化/质子化反应过程，进一步改善了材料的电化学反应动力学性能。

该项工作的实验设计和进展由陆阳博士指导完成，相关测试表征由硕士研究生王卫潇参与完成。该项工作在材料表征方面得到了信阳师范学院分析测试中心的大力支持，同时也得到了国家自然科学基金委和学校南湖青年学者计划的资助。