近期，我校材料科学与工程学院张怡琼副教授在国际材料顶级期刊《先进材料（Advanced Materials，IF=32.086）》、《先进功能材料（Advanced Functional Materials，IF=19.924）》连续发表两篇论文，论文第一完成单位均为长沙理工大学。

2023年1月11日，张怡琼以第一作者与通讯作者在《Advanced Materials》期刊上发表题为“Insights into the Dynamic Evolution of Defects in Electrocatalysts”的综述论文。电催化被认为是缓解能源问题并以温和方式生产燃料或增值化学品的最有效方法之一。催化剂是催化体系的核心，高效的电催化反应离不开催化剂的精心设计。开发高效稳定的电催化剂对发展先进的能源转化装置具有重要的战略意义。早期研究表明电催化剂表面缺陷的构筑，对电催化性能的提高具有正效应，追踪缺陷结构的动态变化对于理解催化反应机理有着重要作用。该论文主要围绕缺陷电催化剂最新研究成果，综述了在析氧反应、析氢反应、氮还原反应、氧还原反应、二氧化碳还原反应中缺陷动态演化过程的研究进展以及运用各种先进的原位表征方法探究缺陷的动态演化规律，揭示了缺陷动态演化对催化反应的影响机制。该综述有望为高性能缺陷电催化剂的设计和合成提供借鉴与指导。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adma.202209680

2023年1月12日，张怡琼指导硕士研究生在《Advanced Functional Materials》期刊上发表题为“Coupling Fe(II)/Fe(III) Redox Mediated SO2 Conversion with Hydrogen Production”的研究论文。我校材料学院2021级硕士研究生武泽为第一作者，张怡琼为第一通讯作者。

氢能由于具有高的能量密度及零碳排放等优点，已发展为先进能源领域的重要方向，成为基础研究和产业开发的焦点。电催化水分解在绿氢制备工艺中起着核心作用，对氢能的发展具有重要意义。在电解水过程中，OER是整个反应的速率控制步骤，也是关键的能耗反应，极大地限制了整体电催化反应速率。同时，阳极产生的氧气价值相对较低，有可能与阴极产生的氢气混合，造成安全隐患。因此，为了实现高效的电催化转化制氢，研究具有低电位和高附加价值的阳极OER替代反应是非常重要的。基于前期葡萄糖辅助Cu(I)/Cu(II)氧化还原与HER耦合制氢体系的研究工作基础（Y. Zhang, et al. Adv. Mater. 2021, 33, 2104791.），张怡琼副教授团队提出了一种基于低成本催化剂材料同时实现制氢和二氧化硫（SO2）废气捕获的节能环保策略，在阳极侧利用SO2废气来辅助Fe(II)/Fe(III)发生变价金属的氧化还原反应，将Fe(II)/Fe(III)电氧化反应取代阳极传统的OER，降低阳极氧化电位，耦合阴极析氢反应，构建了低电压高效制氢体系。通过综合安全、低成本、高附加值、设备要求简单等优点，该体系有望与燃料电池系统结合，为发展低能耗、高经济和环境友好的低碳制氢-燃料电池系统提供了新的思路。

文章链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adfm.202212479

近年来，张怡琼团队面向国家重大战略需求、瞄准国际前沿，聚焦能源与环境的问题，主要开展电催化制氢技术、电催化剂的设计与合成及其在新能源材料与器件应用方面的研究工作，尤其是在低电位阳极电氧化耦合制氢体系积累了较为丰富的专业知识和实践经验，先后主持国家自然科学基金青年项目、湖南省自然科学基金青年项目、湖南省教育厅优秀青年项目等。目前已在Adv. Mater.、. Funct. Mater.、. Chem. Int. Ed、Chem Catal.、. China Mater.等国际知名期刊发表高水平论文35篇，其中以第一作者或通讯作者发表论文16篇，包括Adv. Mater.（3篇）、. Funct. Mater、、等期刊，其中连续三期ESI热点和高被引论文1篇，单篇论文被引用超400余次，论文总引用超3000余次，H指数25。

（文/图 段军飞 审/毛卫国）