近期，我校材料科學與工程學院張怡瓊副教授在國際材料頂級期刊《先進材料（Advanced Materials，IF=32.086）》、《先進功能材料（Advanced Functional Materials，IF=19.924）》連續發表兩篇論文，論文第一完成單位均為長沙理工大學。
2023年1月11日，張怡瓊以第一作者與通訊作者在《Advanced Materials》期刊上發表題為“Insights into the Dynamic Evolution of Defects in Electrocatalysts”的綜述論文。電催化被認為是緩解能源問題并以溫和方式生產燃料或增值化學品的最有效方法之一。催化劑是催化體系的核心，高效的電催化反應離不開催化劑的精心設計。開發高效穩定的電催化劑對發展先進的能源轉化裝置具有重要的戰略意義。早期研究表明電催化劑表面缺陷的構筑，對電催化性能的提高具有正效應，追蹤缺陷結構的動態變化對于理解催化反應機理有著重要作用。該論文主要圍繞缺陷電催化劑最新研究成果，綜述了在析氧反應、析氫反應、氮還原反應、氧還原反應、二氧化碳還原反應中缺陷動態演化過程的研究進展以及運用各種先進的原位表征方法探究缺陷的動態演化規律，揭示了缺陷動態演化對催化反應的影響機制。該綜述有望為高性能缺陷電催化劑的設計和合成提供借鑒與指導。
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202209680
2023年1月12日，張怡瓊指導碩士研究生在《Advanced Functional Materials》期刊上發表題為“Coupling Fe(II)/Fe(III) Redox Mediated SO2 Conversion with Hydrogen Production”的研究論文。我校材料學院2021級碩士研究生武澤為第一作者，張怡瓊為第一通訊作者。
氫能由于具有高的能量密度及零碳排放等優點，已發展為先進能源領域的重要方向，成為基礎研究和產業開發的焦點。電催化水分解在綠氫制備工藝中起著核心作用，對氫能的發展具有重要意義。在電解水過程中，OER是整個反應的速率控制步驟，也是關鍵的能耗反應，極大地限制了整體電催化反應速率。同時，陽極產生的氧氣價值相對較低，有可能與陰極產生的氫氣混合，造成安全隱患。因此，為了實現高效的電催化轉化制氫，研究具有低電位和高附加價值的陽極OER替代反應是非常重要的。基于前期葡萄糖輔助Cu(I)/Cu(II)氧化還原與HER耦合制氫體系的研究工作基礎（Y. Zhang, et al. Adv. Mater. 2021, 33, 2104791.），張怡瓊副教授團隊提出了一種基于低成本催化劑材料同時實現制氫和二氧化硫（SO2）廢氣捕獲的節能環保策略，在陽極側利用SO2廢氣來輔助Fe(II)/Fe(III)發生變價金屬的氧化還原反應，將Fe(II)/Fe(III)電氧化反應取代陽極傳統的OER，降低陽極氧化電位，耦合陰極析氫反應，構建了低電壓高效制氫體系。通過綜合安全、低成本、高附加值、設備要求簡單等優點，該體系有望與燃料電池系統結合，為發展低能耗、高經濟和環境友好的低碳制氫-燃料電池系統提供了新的思路。
文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202212479
近年來，張怡瓊團隊面向國家重大戰略需求、瞄準國際前沿，聚焦能源與環境的問題，主要開展電催化制氫技術、電催化劑的設計與合成及其在新能源材料與器件應用方面的研究工作，尤其是在低電位陽極電氧化耦合制氫體系積累了較為豐富的專業知識和實踐經驗，先后主持國家自然科學基金青年項目、湖南省自然科學基金青年項目、湖南省教育廳優秀青年項目等。目前已在Adv. Mater.、. Funct. Mater.、. Chem. Int. Ed、Chem Catal.、. China Mater.等國際知名期刊發表高水平論文35篇，其中以第一作者或通訊作者發表論文16篇，包括Adv. Mater.（3篇）、. Funct. Mater、、等期刊，其中連續三期ESI熱點和高被引論文1篇，單篇論文被引用超400余次，論文總引用超3000余次，H指數25。
（文/圖 段軍飛 審/毛衛國）
