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北京大学工学院材料科学与工程系侯仰龙教授课题组在面向能源转化与存储的石墨烯基复合材料方向取得一系列重要进展。
随着化石燃料的枯竭，燃料电池和锂离子电池等新能源因其高能量密度成为非常有前景的清洁的替代能源。石墨烯独特的物理化学性质使其在能源转化和储存领域具有引人注目的应用潜力。燃料电池的阴极氧还原反应（O2+4e-→ 4OH-） 通常需要贵金属催化剂来催化。侯仰龙课题组最新设计合成了氮化铁纳米颗粒和三维石墨烯气溶胶的复合材料，并且在碱性条件下表现出了和商用Pt/C催化剂相 比拟的催化活性，同时具有比Pt/C更优秀的稳定性和催化选择性。其优秀的催化性能加之低廉的价格使其很有可能取代昂贵的Pt基催化剂应用在燃料电池中。 该研究成果“氮化铁和氮掺杂石墨烯气溶胶复合材料作为氧还原反应协同催化剂”近期发表在国际著名刊物Advanced Functional Materials上。
此外，核壳结构的Co3Sn2@Co纳米粒子和氮掺杂石墨烯复合物也可用作新型高性能锂离子电池负极材料，通过Co壳层的包覆和石墨烯优异的机械性能大大增强了Sn基锂离子电池负极材料的稳定 性。该电极材料的容量在250 mA/g的电流下达到了1615 mAh/g，并且在充放电循环100次后容量维持在102%， 展示出极其重要的应用潜力。 该研究成果 “Co3Sn2@Co纳米颗粒与氮掺杂石墨烯复合材料作为锂离子电池负极材料” 发表于纳米材料领域的著名杂志ACS Nano。
此外，侯仰龙教授还在Journal of Material Chemistry A应邀发表了封面论文“石墨烯基复合材料在锂电池、超级电容器和燃料电池等能源转化和存储领域中的应用” (“Graphene-based nanocomposites for energy conversion and storage in lithium batteries, super capacitors and fuel cells” )。该综述文章系统回顾了石墨烯及其衍生物在能源存储（锂离子电池，锂空气电池，锂硫电池和超级电容器）和转化（燃料电池阴极氧还原反应）的应用，总结了石墨烯基能源材料的设计原则和面临的挑战，展望了石墨烯能源材料的发展前景。
侯仰龙教授简介：
北京大学工学院材料科学与工程系教授，博导，Email:hou@pku.edu.cn
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研究领域：研究兴趣为材料学、化学、生物医学和纳米科学与技术等学科的交叉领域，主要包括
(1) 磁性纳米材料：化学控制合成、自组装及其器件应用。
(2) 能源材料：光电转化及燃料电池用纳米材料的研究开发。
(3) 磁性材料的生物医学应用：生物分子阵列控制的纳米粒子组装；用于医学诊断的微纳米器件；生物相容的磁性纳米粒子在医学成像和药物传输等领域的应用。
(4) 功能材料：环境功能纳米材料的设计，合成和表面工程化；石墨烯的化学制备、表面功能化及其纳米器件应用。
（本文信息来源：北京工学院网站；由e科网整理编辑）
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