福建首个“虚拟电厂”在厦门上线试运行

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曾获中国留学基金委优秀自费留学生奖、虚拟线试南澳能源技术中心研究质量名誉奖、阿德莱德大学博士研究金奖等荣誉。【引言】氧气还原反应（ORR）和氧气析出反应（OER）在电化学储能技术中具有至关重要的地位，电厂尤其是二次金属空气电池需要通过ORR和OER来实现可逆放电和充电。

该工作筛选出Ni-N2-C、门上Fe-N4-C、门上Co-N4-C、Co-N2-C和Ni-N3P-C有望作为高效的ORR/OER双功能电催化剂，为先进单原子材料的设计开发提供了切实指导，相关的研究思路和方法可推广到其他电催化剂反应。比较不同文献报道的单原子催化剂甚至会得到矛盾的结论，运行这主要是因为不同的实验或计算条件得出的结果实际上不具有可比性。福建这些研究结果能够为设计开发高效ORR/OER单原子催化剂提供重要的指导。

虚拟线试相关成果以题为Centralmetalandligandeffectsonoxygenelectrocatalysisover3dtransitionmetalsingle-atomcatalysts:Atheoreticalinvestigation发表在CEJ上。（2）改变配体的种类和配位数，电厂进一步精细调控d带中心来调节中间体的吸附强度。

【图文导读】图1 ORR/OER反应路径和3d金属单原子的ORR/OER活性趋势(a)四电子ORR和OER反应路径(b)M-Nn-C单原子的ORR/OER活性趋势(c)M-N3X-C单原子的ORR/OER活性趋势图2 线性吸附和ORR/OER双活性火山图(a)ORR限制电位与ΔG*OH的关系(b)OER限制电位与ΔG*OH的关系(c)ORR/OER双活性火山图图3 ΔG*OH随d带中心的变化规律(a−f)不同配位环境下3d金属单原子d带中心与ΔG*OH的相关性图4 配位环境对ORR/OER双功能活性的影响规律(a−d)以Fe、门上Co、门上Ni、Cu单原子为例说明配位环境对ORR/OER双功能活性的个性化精细调节（case bycase）备注：更多实验细节和详细数据参见原文补充材料。

近年来，运行单原子因其独特的优势，运行例如明确的活性中心、可调配的配位环境和理论上100%的金属原子利用率，被广泛地用作ORR/OER电催化剂，并取得了显著提高的催化活性。2010年毕业于华东理工大学材料学院，福建2017年1月博士毕业于德国明斯特大学，福建同年2月在德国亥姆霍兹研究所继续研究工作，2018年7月在美国劳伦斯伯克利国家实验室进行研究工作，2020年12月加入四川大学化工学院及电气工程学院。

这些反应的程度和发生很大程度上取决于电解质组成、虚拟线试导电盐浓度、虚拟线试测试条件(电流密度、循环锂的量、温度)，以及集电极和/或锂金属电极的化学、结构和形貌(图5b-i)。锂的腐蚀或钝化可以用两个部分的电化学反应来描述，电厂它们以相同的速度平行发生。

锂的标准氧化还原电位极低（相对于SHE为-3.040V），门上因此，基本上可以立即与任何电解质反应。相比之下，运行如果锂首先被镀在负极上，锂的形态会出现凹凸不平的卵石，具有三维微形态。